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KR-20260060542-A - Pharmaceutical composition for preventing or treating idiopathic pulmonary fibrosis containing sACE2 nanodiscs

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Abstract

본 발명은 sACE2 나노디스크를 함유하는 특발성 폐 섬유화증의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 'sACE2_MSP_Fc 나노디스크' 또는 'sACE2_Fc_MSP'는 IPF에 대해 치료 및 예방 효과를 발휘하였다.

Inventors

  • 이치호
  • 유석현
  • 박송
  • 조기준
  • 정상원

Assignees

  • 엠브릭스 주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241024

Claims (13)

  1. 인지질로부터 형성된 납작한 원반 형태의 이중층 구조로서, 친수성기는 외부로 배향되고, 소수성기는 내부로 배향되어 있는 지질 이중층(lipid bilayer); 및 상기 지질 이중층의, '소수성기가 외부로 노출되어 있는 측면'을 둘러싸는 막구조화 단백질(membrane scaffold protein, MSP);을 포함하는 나노디스크에 있어서, 상기 막구조화 단백질은, 일측 끝단에 안지오텐신 전환효소 2(ACE2, Angiotensin-converting enzyme 2)가 결합되어 있고, 타측 끝단에 Fc 절편이 결합되어 있으며, 상기 결합되어 있는 안지오텐신 전환효소 2(ACE2, Angiotensin-converting enzyme 2)와 Fc 절편은 상기 나노디스크의 외부로 돌출된, 나노디스크를 함유하는 특발성 폐 섬유화증의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  2. 인지질로부터 형성된 납작한 원반 형태의 이중층 구조로서, 친수성기는 외부로 배향되고, 소수성기는 내부로 배향되어 있는 지질 이중층(lipid bilayer); 및 상기 지질 이중층의, '소수성기가 외부로 노출되어 있는 측면'을 둘러싸는 막구조화 단백질(membrane scaffold protein, MSP);을 포함하는 나노디스크에 있어서, 상기 막구조화 단백질은, 일측 끝단에 안지오텐신 전환효소 2(ACE2, Angiotensin-converting enzyme 2)가 결합되어 있고, 타측 끝단에 Fc 절편이 결합되어 있으며, '막구조화 단백질의 안지오텐신 전환효소 2'가 상호 결합하여 이합체(dimer)를 형성하고, '막구조화 단백질의 Fc 절편'이 상호 결합하여 이합체(dimer)를 형성하는 것을 통해, 막구조화 단백질 복수개가 상호 연결되어 길이가 신장된 막구조화 단백질이며, 상기 결합되어 있는 안지오텐신 전환효소 2(ACE2, Angiotensin-converting enzyme 2)와 Fc 절편은 상기 나노디스크의 외부로 돌출된, 나노디스크를 함유하는 특발성 폐 섬유화증의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  3. 인지질로부터 형성된 납작한 원반 형태의 이중층 구조로서, 친수성기는 외부로 배향되고, 소수성기는 내부로 배향되어 있는 지질 이중층(lipid bilayer); 및 상기 지질 이중층의, '소수성기가 외부로 노출되어 있는 측면'을 둘러싸는 막구조화 단백질(membrane scaffold protein, MSP);을 포함하는 나노디스크에 있어서, 상기 막구조화 단백질은, N-말단에, 안지오텐신 전환효소 2(ACE2, Angiotensin-converting enzyme 2), Fc 절편이 순차적으로 N-말단에서 C-말단 방향으로 결합되어 있고, 상기 결합되어 있는 안지오텐신 전환효소 2(ACE2, Angiotensin-converting enzyme 2)와 Fc 절편은 상기 나노디스크의 외부로 돌출된, 나노디스크를 함유하는 특발성 폐 섬유화증의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  4. 인지질로부터 형성된 납작한 원반 형태의 이중층 구조로서, 친수성기는 외부로 배향되고, 소수성기는 내부로 배향되어 있는 지질 이중층(lipid bilayer); 및 상기 지질 이중층의, '소수성기가 외부로 노출되어 있는 측면'을 둘러싸는 막구조화 단백질(membrane scaffold protein, MSP);을 포함하는 나노디스크에 있어서, 상기 막구조화 단백질은, C-말단에, Fc 절편, 안지오텐신 전환효소 2(ACE2, Angiotensin-converting enzyme 2)가 순차적으로 N-말단에서 C-말단 방향으로 결합되어 있고, 상기 결합되어 있는 안지오텐신 전환효소 2(ACE2, Angiotensin-converting enzyme 2)와 Fc 절편은 상기 나노디스크의 외부로 돌출된, 나노디스크를 함유하는 특발성 폐 섬유화증의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항 있어서, 상기 인지질은, 포스파티딜콜린(phosphatidylcholine), 포스파티딜글리세롤(phosphatidylglycerol), 포스파티딜에탄올아민(phosphatidylethanolamine), 포스파티딜세린(phosphatidylserine) 및 포스파티딜이노시톨(phophatidylinositol) 중 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항 있어서, 상기 인지질은, DMPC(1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine), DPPC(1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine), DSPC(1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine), POPC(l-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine), DOPS(1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phospho-L-serine), 및 POPE(1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine) 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항 있어서, 상기 막구조화 단백질(membrane scaffold protein)은, 헬릭스(helix) 구조를 갖는 양친매성 단백질인 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 막구조화 단백질(membrane scaffold protein)은, 아포리포단백질(apolipoprotein) 또는 아포리포단백질의 '헬릭스(helix) 구조 및 양친매성 특성'이 유지된 아포리포단백질의 절편인 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항 있어서, 상기 안지오텐신 전환효소 2는, 트랜스 멤브레인 도메인(transmembrane domain)이 제거된 수용성 안지오텐신 전환효소 2인 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항 있어서, 상기 나노디스크는, 상기 이중층 중 하나의 층을 막구조화 단백질이 둘러싸고, 상기 이중층 중 다른 하나의 층은 또다른 막구조화 단백질이 둘러싸는 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항 있어서, 상기 나노디스크는, 상기 이중층 중 하나의 층을 둘러싼 막구조화 단백질의 안지오텐신 전환효소 2와, 상기 이중층 중 다른 하나의 층을 둘러싼 막구조화 단백질의 안지오텐신 전환효소 2가 상호 결합하여 이합체(dimer)가 형성된 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항 있어서, 상기 나노디스크는, 상기 이중층 중 하나의 층을 둘러싼 막구조화 단백질의 Fc 절편과, 상기 이중층 중 다른 하나의 층을 둘러싼 막구조화 단백질의 Fc 절편이 상호 결합하여 이합체(dimer)가 형성된 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
  13. 제2항에 있어서, 상기 나노디스크는, 상기 이중층 중 하나의 층을 신장된 막구조화 단백질이 둘러싸고, 상기 이중층 중 다른 하나의 층은 또다른 신장된 막구조화 단백질이 둘러싸는 것을 특징으로 하는 약학 조성물.

Description

sACE2 나노디스크를 함유하는 특발성 폐 섬유화증의 예방 또는 치료용 약학 조성물 {Pharmaceutical composition for preventing or treating idiopathic pulmonary fibrosis containing sACE2 nanodiscs} 본 발명은 특발성 폐 섬유화증의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 sACE2 나노디스크를 함유하는 특발성 폐 섬유화증의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다. 섬유화증 (fibrosis)란 다양한 원인으로 장기의 일부가 굳어 정상 기능을 못 하는 현상을 말하며 폐 섬유화증이나 간 섬유화증이 대표적이다. 현재까지는 섬유화증을 치료할 수 있는 약물이 없으며 섬유화증의 진행을 늦추거나 증상을 완화시키는데 초점을 맞추고 있다. 섬유화증을 치료하기 위해서는 조직이식이 현재 완치 가능한 방법이다. 폐 섬유화증 (pulmonary fibrosis)은 폐 조직이 두꺼워지고 딱딱해지는 만성적인 폐 질환으로, 이로 인해 폐 기능이 저하되고 호흡이 어려워져 심각한 수준의 폐 섬유화증은 일상생활이 불가능해진다. 폐 섬유화증은 폐의 기질 조직인 간질 (interstitium)에 과도한 결합조직과 콜라겐이 축적되는 과정으로 정의된다. 이러한 병리적 변화는 다양한 원인에 의해 유발될 수 있으며, 명확한 원인을 알 수 없는 특발성 폐 섬유증 (idiopathic pulmonary fibrosis)이 가장 흔한 형태이다. 특발성 폐 섬유화증은 진단 후 5년 생존율은 43%, 10년 생존율은 15% 정도로 좋지 않으며, 많은 연구가 시행되고 있지만 현재까지 생존율을 향상시킨 치료 방법이 없다. 가장 흔한 사망 원인은 호흡부전 (39%)과 심장질환 (27%)이며, 그 외에 폐암, 폐 색전증, 폐렴 등이 있다. 도 1은 본 발명의, 제조예 2 'sACE2_Fc_MSP 나노디스크' 및 제조예 3 'sACE2_MSP_Fc 나노디스크'의 제작 모식도이다. 도 2의 윗단은 제조예 2 'sACE2_Fc_MSP 나노디스크', 제조예 3 'sACE2_MSP_Fc 나노디스크'가 리피드 필름 제조 방식에 의해 잘 제작되었음을 확인시켜 주는 SEC-FPLC 분리 정제 결과이고, 도 2의 아랫단은 제조예 4 'sACE2_Fc_MSP 나노디스크', 제조예 5 'sACE2_MSP_Fc 나노디스크가 미세유체시스템 제조 방식에 의해 잘 제작되었음을 확인시켜 주는 SEC-FPLC 분리 정제 및 DLS 분석 결과이다. 도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 마우스 모델 실험 개요이다. 도 1에서, Sham: PBS 투여, BLM: bleomycin으로 폐섬유화 유도 후 PBS 투여, BLM+N: bleomycin으로 폐섬유화 유도 후 Nintedanib 투여, SF: bleomycin으로 폐섬유화 유도 후 sACE2_Fc 투여, SF+N: bleomycin으로 폐섬유화 유도 후 sACE2_Fc와 Nintedanib 투여, SFM: bleomycin으로 폐섬유화 유도 후 'sACE2_Fc_MSP 나노디스크' 투여, SMF: bleomycine으로 폐섬유화 유도 후 'sACE2_MSP_Fc 나노디스크' 투여, SMF+N: bleomycine으로 폐섬유화 유도 후 'sACE2_MSP_Fc 나노디스크와 Nintedanib' 투여. 도 4는 Ashcroft score 그래프이다. 도 2에서, Sham: PBS 투여, BLM: bleomycin으로 폐섬유화 유도 후 PBS 투여, BLM+N: bleomycin으로 폐섬유화 유도 후 Nintedanib 투여, SF: bleomycin으로 폐섬유화 유도 후 sACE2_Fc 투여, SF+N: bleomycin으로 폐섬유화 유도 후 sACE2_Fc와 Nintedanib 투여, SFM: bleomycin으로 폐섬유화 유도 후 'sACE2_Fc_MSP 나노디스크' 투여, SMF: bleomycine으로 폐섬유화 유도 후 'sACE2_MSP_Fc 나노디스크' 투여, SMF+N: bleomycine으로 폐섬유화 유도 후 'sACE2_MSP_Fc 나노디스크와 Nintedanib' 투여. 도 5는 폐조직의 섬유화 비교 결과이다. 도 3에서, Sham: PBS 투여, BLM: bleomycin으로 폐섬유화 유도 후 PBS 투여, BLM+N: bleomycin으로 폐섬유화 유도 후 Nintedanib 투여, SF: bleomycin으로 폐섬유화 유도 후 sACE2_Fc 투여, SF+N: bleomycin으로 폐섬유화 유도 후 sACE2_Fc와 Nintedanib 투여, SFM: bleomycin으로 폐섬유화 유도 후 'sACE2_Fc_MSP 나노디스크' 투여, SMF: bleomycine으로 폐섬유화 유도 후 'sACE2_MSP_Fc 나노디스크' 투여, SMF+N: bleomycine으로 폐섬유화 유도 후 'sACE2_MSP_Fc 나노디스크와 Nintedanib' 투여. 안지오텐신 전환효소 2 (ACE2)는 체내 수분과 혈압을 조절하는 레닌-안지오텐신-알도스테론계 (Renin-angiotensin-aldosterone system, RAAS)에서 중요한 역할을 담당한다. 레닌-안지오텐신-알도스테론계(RAAS)에서 레닌에 의해 안지오텐시노겐이 안지오텐신 I으로 되고, 안지오텐신 전환효소 (ACE)가 안지오텐신 I을 안지오텐신 II로 전환시킨다. 안지오텐신 II는 혈관 내 염증반응, 죽상동맥경화증 촉진 등 심혈관계에 직접적으로 '악영향'을 끼친다. 그런데, 체내의 안지오텐신 II는 ACE2에 의해 안지오텐신(1-7)로 전환되며 그 결과 항상성을 유지할 수 있게 된다. 따라서, ACE2는 체내 항상성 유지에 중요한 효소라 할 수 있다. 한편, ACE2/ANG(1-7)/MasR 신호전달은 ACE/ANG2/AT1R 신호전달과 반대로 항염증, 항산화, 혈관 확장, 항섬유화증 및 항세포사멸 등의 작용을 하는 것으로 보고되어 있다. 특히 간 섬유증에서 ANG2는 AT1R를 활성화 하여 간 섬유증을 유발하며, ACE2에 의해 ANG2가 ANG(1-7)로 전환되면 AT1R의 하위 신호전달을 억제하여 간 섬유증을 약화시킨다는 보고가 있다. 또한, 마우스에서 ACE2를 과발현시켰을 때 특발성 폐 섬유화증이 감소하는 보고뿐만 아니라, 재조합 ACE2 (sACE2)를 마우스에게 투여하여 특발성 폐 섬유화증을 감소시킨다는 보고가 있다. 한편, 본 발명자들은 막구조화 단백질의 양측 끝단에 각각 sACE2 및 Fc가 결합된 'sACE2_MSP_Fc' 또는 'sACE2_Fc_MSP' 융합 단백질을 이용한 나노디스크를 제조하였고, 특발성 폐 섬유화증에서의 그 역할을 규명하고자 하였다. BLM 유도 모델을 사용하여 특발성 폐 섬유화증에 대한 효능평가를 진행한 결과, 'sACE2_MSP_Fc 나노디스크' 또는 'sACE2_Fc_MSP 나노디스크'에서 섬유화가 감소한 것을 확인하고, 본 발명을 완성하였다. 본 발명에서는 안지오텐신 전환효소 2 (Angiotensin converting enzyme 2, ACE2)를 사용하는데, 상기 안지오텐신 전환효소 2 (Angiotensin converting enzyme 2, ACE2)는, 본 발명에서 막구조화 단백질 (MSP, Membrane scaffold protein)에 결합되어 사용된다. 이때, 상기 ACE2는 그 C-말단의 소수성을 띄는 트랜스멤브레인 도메인 (transmembrane domain)이 제거된 sACE2를 사용하는 것이 바람직하다. ACE2는 N-말단에 바인딩 도메인 (binding domain)이 위치하고 C-말단에 트랜스멤브레인 도메인 (transmembrane domain)이 위치하여 구성되는데, 이 C-말단의 트랜스멤브레인 도메인을 제거한 것이 sACE2이다. C-말단의 트랜스멤브레인 도메인을 제거된 sACE2는 수용성 상태로 발현되는데, 이로 인해 sACE2를 '수용성 안지오텐신 전환효소 2 (수용성 ACE2)'라고도 부른다. 또는, 재조합 안지오텐신 전환효소 2 (recombinant ACE2)라고도 부른다. 한편, 본 발명자들은 대한민국 특허등록번호 제102438720호 (2022.08.26)를 통해, 인지질로부터 형성된 납작한 원반 형태의 이중층 구조로서, 친수성기는 외부로 배향되고, 소수성기는 내부로 배향되어 있는 지질 이중층 (lipid bilayer); 상기 지질 이중층의, '소수성기가 외부로 노출되어 있는 측면'을 소수성 결합으로 둘러싸는 막구조화 단백질 (membrane scaffold protein, MSP); 및 상기 지질 이중층 내부와 소수성 결합되어 있는 안지오텐신 전환효소 2 (Angiotensin converting enzyme 2, ACE2)를 포함하는 나노디스크(nanodisc)를 함유하는 것을 특징으로 하는 ACE2와 결합할 수 있는 스파이크 단백질을 갖는 코로나바이러스 감염증 예방 또는 치료용 약학 조성물 및 식품 조성물을 공개한 바가 있다. 또한, 본 발명자들은 대한민국 특허등록번호 제102610178호 (2023.11.30)를 통해, 인지질, 막구조화 단백질 (membrane scaffold protein, MSP) 및 안지오텐신 전환효소 2 (Angiotensin converting enzyme 2)를 혼합하여, 안지오텐신 전환효소 2 (Angiotensin converting enzyme 2)를 포함하는 나노디스크(nanodisc)를 제조하는 방법에 있어서, 상기, 막구조화 단백질 (membrane scaffold protein, MSP) 및 안지오텐신 전환효소 2 (Angiotensin converting enzyme 2)는 융합되어 있는 것을 특징으로 하는 안지오텐신 전환효소 2를 포함하는 나노디스크(nanodisc) 제조방법을 공개한 바가 있다. 또한, 본 발명자들은 대한민국 특허출원 10-2023-0133618 (출원일자 2023. 10. 5)호를 통해, 「인지질로부터 형성된 납작한 원반 형태의 이중층 구조로서, 친수성기는 외부로 배향되고, 소수성기는 내부로 배향되어 있는 지질 이중층(lipid bilayer); 및 상기 지질 이중층의, '소수성기가 외부로 노출되어 있는 측면'을 둘러싸는 막구조화 단백질(membran