코로나 잡는 라마 항체, 10배 강력해졌다

코로나 잡는 라마 항체, 10배 강력해졌다

[사이언스카페] 분무 형태로 호흡기 바로 투입 가능

 

 

 

 

 

 

 

 

안데스 산맥에 사는 낙타과 동물인 라마는 사람 항체의 4분의 1 크기인 나노항체를 만든다. 과학자들은 이를 이용해 코로나 바이러스 침입을 차단하는 연구를 하고 있다./영 옥스퍼드대

안데스 산맥에 사는 라마가 코로나 환자 치료는 물론 진단과 예방에도 활용될 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 이전에도 라마 항체로 코로나 바이러스를 무력화시켰다는 연구 결과가 있었지만 이번 항체는 그보다 10배나 강력해 상용화에 대한 기대감을 높였다.

미국 국립보건원(NIH) 군의관대학의 데이비드 브로디 교수 연구진은 22일(현지 시각) 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포트’에 “라마에서 추출한 항체로 코로나 바이러스를 무력화시킬 수 있음을 실험으로 입증했다”고 밝혔다.

코로나 치료용 라마 항체 개발 과정. 코로나 바이러스에 노출된 라마의 혈액에서 나노 항체를 추출한다. 이중 코로나 바이러스에 가장 잘 결합하는 나노항체(노란색)을 골라낸다. 나노항체는 바이러스의 스파이크 단백질에 결합해 인체 감염을 차단한다./영 로절린 프랭클린연구소

◇기존 나노항체보다 10배나 강력

항체는 인체 면역 단백질로, 코로나 바이러스 표면의 돌기(스파이크)에 달라붙어 인체 감염을 차단한다. 이른바 중화항체다. 백신은 바이러스나 그 일부를 약하게 경험해 인체가 중화항체를 생산하도록 유도하는 원리이고, 항체 치료제는 인위적으로 중화항체를 인체에 투입해 경증 코로나 환자가 중증으로 악화되는 것을 막는다.

연구진이 라마에 주목한 것은 항체의 크기다. 코로나 완치 환자의 혈액에 있는 항체는 Y자 모양이다. 길이가 짧은 L사슬과 긴 H사슬로 구성된다. 반면 라마나 알파카 같은 낙타과 동물의 항체는 H사슬만 갖고 있어 사람 항체보다 크기가 작다. 길이는 인간 항체의 4분의 1에 불과하고, 무게는 10분의 1에 그친다. 이 항체는 크기가 작다고 나노항체(nanobody)로 불린다.

브로디 교수 연구진은 코르막이라는 이름의 라마에게 28일 동안 코로나 바이러스와 유사한 바이러스 입자를 다섯 번 접종했다. 이 입자는 바이러스 형태지만 라마에게 해를 주지 않는다. 대신 표면에 코로나 바이러스와 같은 스파이크 단백질이 있어 라마의 면역반응을 유도할 수 있다.

연구진은 라마의 혈액에서 분리한 나노항체가 실험실에서 코로나 바이러스의 스파이크 단백질에 결합해 무력화시키는 것을 확인했다. 브로디 교수는 “현재 전 세계에서 개발 중인 나노항체보다 중화 효과가 10배나 높았다”고 밝혔다. 연구진은 이 나노항체에 ‘NIH-CoVnb-112’란 이름을 붙였다.

 

 

코로나 바이러스는 표면 스파이크 단백질(노란색)을 인체의 ACE 2 수용체(파란색)에 결합시켜 침투한다(위). 라마 항체(회색)은 바이러스의 스파이크에 먼저 결합해 감염을 차단한다./사이언티픽 리포트

◇환자 코와 목으로 직접 분무 가능

연구진은 라마의 나노항체는 생물 배양 방식으로 대량 생산하기도 쉽고 비용도 적게 든다고 밝혔다. 특히 나노항체는 크기가 작아 천식환자가 사용하는 흡입기로 바로 호흡기에 분무할 수 있다. 호흡기에 감염되는 코로나 바이러스 치료에 안성맞춤이다. 연구진은 천식환자가 쓰는 흡입기로 나노 항체를 분무해도 똑같이 코로나 바이러스의 스파이크 단백질을 무력화하는 효과가 있었다고 밝혔다.

연구진은 라마의 나노항체는 코로나 진단과 치료제 개발에도 도움을 줄 수 있다고 밝혔다. 진단키트에 나노항체를 붙이고 사람의 호흡기에서 채취한 검체를 반응시키면 코로나 바이러스의 스파이크 단백질이 결합해 감염 여부를 신속하게 알 수 있다. 이른바 항원진단법이다. 바이러스의 유전자를 확인하는 분자진단이 6시간 정도 걸리지만 항원진단은 15분이면 된다.

라마의 나노항체로 코로나 바이러스를 막을 수 있다는 연구 결과가 나온 것은 이번이 처음이 아니다. 유럽분자생물학연구소(EMBL) 연구진은 지난달 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’에 합성 나노항체로 코로나 바이러스를 무력화시킨 세포실험 결과를 발표했다. 지난 8월 미국 샌프란시스코 캘리포니아대(UCSF) 연구진은 라마의 나노항체를 이용해 호흡기로 흡입할 수 있는 코로나 치료제를 개발해 전임상 시험에서 효능을 확인했다.

벨기에 엑스비르 바이오(ExeVir Bio)사도 라마의 나노항체를 이용해 코로나 치료제를 개발하고 있다. 지난 5월 벨기에 플랑드르 생명공학 연구소(VIB)의 크사비르 살런스 교수진은 국제 학술지 ‘셀’에 코로나 바이러스를 무력화할 수 있는 항체를 라마에서 분리하는 데 성공했다고 밝혔다. 영국 레딩대와 로절린프랭클린연구소, 옥스퍼드대도 라마의 나노항체를 코로나 치료제로 개발 중이다.

 

[출처 : 조선일보]