성균관대 연구팀, 코로나19 전파 억제하는 ‘엑소좀 기반 치료제’ 개발

이재혁 기자 / 기사승인 : 2022-01-11 07:49:13
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동물실험서 코로나 바이러스 및 델타 변이주 전파억제 효과 확인
변이 바이러스에 더 좋은 효과 보이는 치료제 개발 가능성↑
▲ 신개념 엑소좀 기반 SARS-CoV-2 치료제 작용기작 개념도 (사진=성균관대학교 제공)

 

[메디컬투데이=이재혁 기자] 국내 연구진에 의해 코로나19 바이러스의 전파를 억제하는 엑소좀 기반 치료제가 개발됐다.

성균관대학교에 따르면 약학대학 조동규, 이원식 교수 및 김학균 박사가 참여한 연구팀과, 질병관리청 국립감염병연구소 신종바이러스·매개체연구과 조준형 박사 연구팀 및 엑소스템텍이 공동으로 진행한 연구를 통해 엑소좀 기반 코로나 바이러스 치료제 개발에 성공했다.

지금까지 코로나19에 대한 치료제로는 항체치료제가 주를 이루고 있다. 하지만 이러한 항체치료제는 계속해서 발생하는 다양한 변이들에 대한 효능이 점차 줄어들 수밖에 없다는 단점이 있다.

이러한 단점을 극복하고자 개발된 엑소좀 기반 코로나19 치료제는 바이러스의 세포수용체인 ACE2와 바이러스의 외피단백질인 SPIKE 단백질과의 결합력을 이용해 고안됐다.

이 전략은 전염력이 높은 바이러스 변이들이 SPIKE 단백질의 ACE2에 대한 친화도가 증가하다는 점에 착안했다. 바이러스 감염을 위한 수용체인 ACE2를 이용한 치료제이기 때문에 바이러스 감염에 대해서 치료 효능이 더 좋아지는 장점이 있다.

이에 더해 SPIKE 단백질에 대한 친화도가 증가하는 걸로 알려진 ACE2 단백질의 변이형들을 이용해 그 효능을 더욱 증진시켰다.

또한 연구팀은 기존 단백질 의약품의 제한된 약물동력학적 특징을 극복하고자 엑소좀 표면에 바이러스 중화를 위한 ACE2 단백질의 세포외 부분(sACE2)과 그 변이형들을 엑소좀 특이적 마커와 융합시켰다.

이 방법을 통해 단백질 단독으로 사용하였을 때 보다 더 적은양의 치료 단백질 양을 사용하면서 약물동력학적 약역학적 특성이 개선되어 뛰어난 효능을 나타내는 것을 확인했다.

이렇게 개발한 엑소좀 치료제는 바이러스의 외피단백질 부분만 SPIKE로 바꾼 슈도바이러스(유사바이러스)를 이용한 실험을 통해 야생형의 바이러스는 물론 베타변이, 델타변이 모두에서 억제효과를 확인했으며, SPIKE에 변이가 있을수록 그 효능이 증가했다.

아울러 연구팀은 슈도바이러스가 아닌 실제 코로나 바이러스와 델타 변이주를 이용한 실험에서도 엑소좀치료제가 바이러스의 전파를 막는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 효과는 동물 모델을 이용한 실험에서도 그 효능을 입증할 수 있었다.

조동규 교수는 “이번 연구를 통해 새로운 엑소좀 기반의 코로나19 치료제의 작용 원리와 실현 가능성을 제시했다”며 “이번 연구는 엑소스템텍과의 공동연구를 통해 개발 중인 엑소좀 기반의 코로나19 및 다양한 질환 치료제 개발의 새로운 동력이 될 것”이라고 밝혔다.

한편 과학기술정보통신부 한국연구재단, 해양수산부, 교육부, 보건복지부, 질병관리청 국립보건연구원의 지원으로 수행된 이번 연구의 결과는 세계적 권위지인 ‘Journal of Extracellular Vesicles’ (IF 25.841)에 지난 4일 발표됐다.

메디컬투데이 이재혁 기자(dlwogur93@mdtoday.co.kr)

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