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국민대 연구팀, 바이러스 치료용 이중항체 원천기술 개발

이재혁 기자 / 기사승인 : 2023-03-15 07:52:27
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단클론항체 대비 우수한 중화능 입증
산업적 활용 가능한 수준의 생산 수율 확보
▲ 신변종 바이러스 질환 치료용 이중항체 개발 전략 및 작용기전 모식도 (사진=국민대학교 제공)

 

[메디컬투데이=이재혁 기자] 국내 연구진에 의해 바이러스 질환을 치료할 수 있는 세계적 수준의 이중항체 원천기술이 개발됐다.

국민대학교는 이 같은 내용을 담은 응용화학부 바이오의약전공 이석묵 교수 연구팀의 연구결과가 지난 9일 바이러스 분야 국제전문학술지 ‘Antiviral Research(IF 10.103)’에 게재됐다고 밝혔다.

이번 연구는 연세대학교 조현수 교수팀, 오송신약개발지원센터 우주랑 박사팀, 분당서울대병원 이호영 교수팀, 국민대학교 김현정 교수, 노터스 김석호 박사, 바이넥스 천광록 연구원과 공동으로 수행됐다.

지금까지의 SARS-CoV-2 항체 치료제 개발은 대부분 COVID-19 완치자의 말초혈액단핵구를 혈액에서 분리한 후 항체라이브러리를 구축하고 이를 활용한 치료용 단클론항체 개발이 진행됐다.

이번 연구에서는 확립된 항체라이브러리에서 바이러스 특이적 단클론항체 선별과 이중항체를 빠르게 개발하고, 생화학적, 분자생물학적, 바이러스학적 효능 및 독성 연구를 통해 개발한 이중항체가 단클론항체 보다 다양한 SARS-CoV-2 바이러스 변이종들의 감염을 탁월하게 억제하는 중화 효능을 검증했다.

개발된 이중항체는 SARS-CoV-2 표적 항원인 RBD(Receptor Binding Domain)에 특이적으로 결합하는 두가지 단클론항체를 면역글로불린 G(Immunoglobulin G; IgG)와 단일사슬항체조각(Single chain variable fragment; scFv) 형태로 연결한 구조다.

연구팀이 초저온전자현미경(Cryo electron microscopy)을 이용해 작용기전 분석을 위한 구조 분석을 진행한 결과, 개발항체는 SARS-CoV-2 감염 시 주요 세포막 단백질인 ACE-2(Angiotensin Converting Enzyme-2)와의 결합에 중요한 완전 개방형구조(fully open conformation)의 RBD에만 결합했다.

특히, 제한된 에피토프(항체의 항원결합부위)를 갖는 단클론항체에 비해 더 넓은 범위의 ACE-2 결합 부위를 차단함으로써 우수한 중화능을 나타냄을 입증했다.

더 나아가 연구팀은 이중항체 생산 세포주 개발을 통해 산업적으로도 활용 가능한 세계적 수준의 이중항체 생산 수율을 확보했다.

연구책임자인 이석묵 교수는 “이중항체의 기술은 항암 분야에서 많은 연구가 활발히 이뤄지고 있으나 이번 연구를 통해 바이러스성 질환 치료제 개발에 이중항체가 적용될 수 있는 개념이 검증된 것이 가장 큰 성과”라며 “빠르게 출몰하는 신변종 바이러스에 시기 적절히 대응 가능한 효과적 항체치료제 개발전략을 제시할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이어 그는 “이번 연구를 통해 확립한 이중항체 원천기술은 국내 각 분야의 전문가들과의 연구 협업을 통한 융합연구의 성과”라며 “앞으로 다양한 바이러스 질환에 대응할 수 있는 항체소재 개발에 활용이 가능할 것”이라고 덧붙였다.

한편 이번 연구는 한국연구재단 바이오의료기술개발사업과 보건복지부 감염병 예방·치료 기술개발사업의 지원으로 수행됐다.

 

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

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