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The most advanced cell technology

by Femtobiomed

CellShot System

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본사의 CellShot system은 다양한 항암 세포 치료 신약을 개발하고

생산하기 위한 비바이러스 무매개체 세포 형질 전환 플랫폼 

(non-viral cargo-free intracellular delivery platform)입니다.

기존의 전통적인 세포내 물질 전달 기술들이 바이러스, 펩타이드,

지질 등의 생화학적 매개체를 사용하는 반면, CellShot 플랫폼은

정교한 3차원 나노 주입 구조를 이용한 핵 직접 물질 전달 체계

(CellShot Direct Nucleofection: CS-DNF)’ 및 대량 처리가 가능한

세포질 직접 물질 전달 체계(CellShot Controlled Cytosolic Delivery: CS-CCD)’ 등 두 가지 전달 체계로 구성되어 매개물질 없이 다양한 암 항원과 mRNA/CRISPR 등 기능성 분자들을 세포질 또는 세포핵 내로 직접 전달하여 면역 항암 효과 등 치료 효과를 유도하는 신기술입니다.

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CS-DNF
전달 체계

세포핵 직접 물질 전달 체계를 통한 바이러스 유전자 조작 대체

세포핵 직접 물질 전달이 가능한 CS-DNF 전달 체계는 아사의 정교한 3차원 나노 주입 구조 (3D nano-injector)의 전기운동학적 펌핑 (Electrokinetic pumping, EKP) 효과에 근간하고 있어 전기적 중성의 물질들을 포함한 다양한 물질들의 효과적인 세포 내 직접 전달에 장점이 있습니다. 1 미크론 내외의 주입 스케일을 가지는 nano-injector 여러개를 융합한 ‘MDI (multiple direct injector) 전달 구조’를 통해 세포질 뿐 아니라 세포핵 직접 전달을 최초로 실현시킬 기술로 개발하고 있습니다.

(미국, 유럽 특허 등록, 일본 등록예정).

 

세포핵 직접 전달 기술은 기존 전달 체계가 제공하기 매우 어려운 분야로 다양한 유전물질 (CRISPR 등)의 전달을 통해 바이러스 전달 체계를 대체할 수 있는 가능성을 가지고 있습니다.    

CellShot direct injection 기술은 세포가 흐르는 삼차원 형상의 세포 채널과 여기에 연결된 1미크론 수준의  nano-injector가 직접 접촉하며 흐르는 대상 세포에 electrokinetic pumping 현상을 통해 물질의 직접적으로 주입하는 원리에 기반하고 있습니다. 본 전달 방식은 물질의 전기화학적 특성과 크기에 크게 구애받지 않아 다양한 전달물질들을 폭넓게 전달할 수 있습니다.

 

특히, 세포핵이 상대적으로 큰 면역 세포들(NK Cell 등)의 경우 세포 핵 내로 직접 물질이 전달 전달될 수 있어, 다양한 유전물질들이 효과적으로 유전자 변형을 일으키게하는데 보다 적합한 효과적인 방식입니다. 궁극적으로 기존의 바이러스 기반의 유전자 조작기술을 대체할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.    

CS-CCD
전달 체계

세포질 내 직접 물질 전달 체계 : 암 항원 및 mRNA 전달로 항암 형질 발현을 유도

대량의 세포 처리가 가능한 CS-CCD 전달 체계는 아사의 세포/물질 분리형 플로우 전기천공 전달 기술 (flow electroporation by separated material from cells)에 근간하고 있으며, 일반적인 이온물질 뿐 아니라 전기적 중성 물질 (펩타이드 형태의 암 항원 등)의 전달 효율을 높일 수 있으며, mRNA 등 효소에 의한 손상이 매우 쉽게 일어나는 민감한 고가의 물질들을 보다 안전하고 효과적으로 세포질 내로 직접 전달해 줄 수 있습니다.

세포/물질 분리형 플로우 전기천공 전달 기술은 전달 기구별로 특화된 세 가지 모드 (CSCCD-BSM™, CSCCD-APM™, CSCCD-TPM™ )로 구분되며, 각 전달 모드는 내부의 전달 구조체의 특성에 따라 최적 전달 영역을 달리합니다. 따라서 암종과 질환이 요구하는 전달 물질 및 전달 특성에 따라 적절한 전달 모드를 선정하여 신약 개발이 이루어지게 됩니다.현재는 세 가지 모드를 포함한 신 개념 전달 구조들의 특허 출원이 진행중에 있습니다.    

Application

응용 분야

첫 번째 응용 분야로 항원제시세포를 기반으로 하는 항암 면역 세포 치료가 있습니다.

B 세포와 같은 항원제시세포를 활용한 위와 같은 항암면역세포치료법은 상당한 기초 연구가 학계에서 진행되었고, 혁신적인 치료법으로서의 가능성이 제시되었음에도 불구하고, 항원제시세포에 원하는 항원을 MHC-I에 결합시키기 위한 효과적인 세포 내 물질 전달기술의 부재로 실제 신약개발로 이어지는데 어려움이 있었습니다.

 

CellShot CCD™ 전달 체계는 전기적 중성을 띄는 고효율의 암 항원을 세포질 내로 직접 전달할 수 있는 기술로 세포살해 T 세포의 효과적 활성화에 제한이 컸었던 기존의 저효율 항암 치료 백신의 한계를 근본적으로 해결할 수 있습니다. 기존의 세포 내 물질 전달 기술들보다 효과적으로 더 많은 종류의 암 항원들을 MHC-I 제시하게 하여 혈액암보다 높은 변이를 가지는 고형암 치료 분야까지 치료제 개발에 적용될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

   

두 번째 응용 분야는 mRNA 전달을 통한 다양한 세포 치료제 개발로 유전자 조작이 상대적으로 어려운 NK 세포 기반 치료제와 영구적 유전자 조작이 없는 한시적 형질 전환 분야가 있습니다. 현재, 셀라토즈사와 공동 개발을 시작한 mRNA 기반의 CAR-NK 치료제 개발이 대표적으로, 유전자 조작이 어려운 NK 세포 치료제 개발의 목적과, 영구적 유전자 조작 없이 개발함으로써 안전성까지 높이는 개발 방향입니다. 이를 성공 시키기 위해서는 손상이 매우 쉽게 일어나는 mRNA를 효과적이고 안전하게 세포 내 전달을 실현하고, 안정적으로 충분한 생산량을 제공해야 합니다. 우선, mRNA의 전달을 위해서는 세포 용액 내 분해 효소(RNase 등)를 차단하기 위한 버퍼의 사용이 요구되고 있습니다. 세포의 생존에 필수적인 serum이 없는 버퍼로 인한 세포 데미지, 기존의 배양 배지보다 높은 가격, 그리고 버퍼 교체를 위한 추가적인 cell work 등 버퍼 적용으로 인한 공정 부담과 품질 영향을 차례로 혁신하는 것을 목표로 CS-CCD 전달 체계를 개발하고 있습니다. 초기 개발은 기존 버퍼의 적용성 향상 및 CS-CCD 전달 체계 전용 특수 버퍼의 개발을 추진하고 있으며, 세가지 전달 모드의 적용을 통해 버퍼 사용의 필요성을 없앰으로써, 궁극적인 mRNA 세포 내 전달 기술의 혁신을 목표로 하고 있습니다. (현재 특허 출원 진행 중)    

Production Process

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