코로나19 변이 바이러스 출현에 대한 전 세계의 우려가 높아지는 가운데, 국내 연구진이 코로나19 바이러스의 증식을 억제할 수 있는 새로운 항바이러스 후보물질을 개발했다. 기존 항바이러스제의 한계를 뛰어넘어 다양한 호흡기 바이러스에 적용할 수 있는 새로운 치료전략이 될 수 있다는 점에서 기대된다.
기초과학연구원(IBS)은 최영기(사진) 한국바이러스기초연구소장 연구팀이 코로나19 바이러스 증식의 핵심인 리보핵산(RNA) 복제 효소 복합체 형성을 차단하는 항바이러스 후보물질을 개발했다고 23일 밝혔다.
코로나19 바이러스는 스스로 증식하기 위해 '리보핵산(RNA) 의존적 RNA 중합효소 복합체'를 이용한다. 이 복제 효소 복합체는 바이러스 유전물질을 복제해 새로운 바이러스가 만들어지도록 돕는데, NSP12, NSP8, NSP7이라는 세 가지 단백질이 꼭 맞물려 작동하는 구조다.
현재 널리 쓰이는 렘데시비르와 몰누피라비르 등 항바이러스제는 이 복합체의 활성을 억제하는 데 효과적이지만, 변이 바이러스에 대한 효과는 제한적이고 내성 위험도 존재한다.
연구팀은 복합체의 작동을 막는 것이 아닌 복합체 자체가 형성되지 못하도록 단백질 간 결합을 차단하는 기존 항바이러스제와 다른 새로운 전략을 시도했다. 변이에 영향을 덜 받는 NSP12와 NSP8 사이의 결합 부위에 주목하고, 초저온 전자현미경(Cryo-EM)을 통해 두 단백질 사이의 결합 부위를 정밀 분석한 뒤 구조를 모방한 4종의 펩타이드(아미노산 중합체)를 개발했다.
이어 펩타이드가 세포막을 통과할 수 있도록 세포 침투 서열을 도입해 NSP12와 선택적으로 결합함으로써 NSP8의 접근을 차단하고 복합체가 정상적으로 형성되지 못하도록 설계했다. 바이러스 RNA 복제와 증식을 인위적으로 억제시킨 것이다.
연구팀은 세포 실험과 생쥐 감염모델에 대한 실험 결과 펩타이드는 코로나19 바이러스의 RNA 복제를 억제하고, 감염된 세포와 조직 내 바이러스 농도를 크게 감소시켰다. 특히 생쥐 비강에 투여하는 것만으로도 치명적인 감염에 대해 100% 생존율을 보였으며, 체중 감소와 폐 손상도 현저히 줄어드는 등 강력한 예방·치료 효과를 거뒀다.
최영기 소장은 "새로운 변이 바이러스 출현에도 대응할 수 있는 범용 항바이러스 전략"이라며 "펩타이드 기반 치료제는 안정성과 유연성이 높아 다양한 호흡기 바이러스에 적용 가능한 차세대 치료제 개발 가능성을 보여줬다"고 말했다.
이 연구결과는 국제 학술지 '분자 치료(지난달 27일자)' 에 실렸다.
이준기기자 bongchu@dt.co.kr
최영기 IBS 한국바이러스기초연구소장.
펩타이드 기반 코로나19 치료제 개념도. IBS 제공
기초과학연구원 한국바이러스기초연구소는 코로나19 바이러스의 RNA 복제와 증식을 억제하는 새로운 항바이러스 후보물질을 개발했다. 아이클릭아트 제공
