(MIT chemists have designed a peptide that can bind to part of the coronavirus spike protein, which they hope may prevent the virus from being able to enter cells. Credit: Christine Daniloff, MIT)
MIT의 화학자들이 코로나 19를 일으키는 SARS-CoV-2 감염을 차단할 수 있는 펩타이드를 개발했습니다. MIT의 브래드 펜텔루트 교수 (Brad Pentelute, an MIT associate professor of chemistry)와 그 동료들은 코로나바이러스의 돌기 단백질이 ACE2 수용체에 결합하는 과정을 연구했습니다. 연구팀은 돌기 단백질이 ACE2 수용체의 알파 헬릭스에 강한 결합력을 지녀 인간 세포로 침투한다는 점을 확인하고 알파 헬릭스와 유사한 펩타이드를 제작했습니다.
연구팀이 개발한 flow-based peptide synthesis machine는 원하는 아미노산을 빠르게 연결해 아미노산 50개 정도의 펩타이드는 한 시간 이내에 제조가 가능합니다. 연구팀이 만든 펩타이드는 아미노산 23개로 되어 있으며 ACE2의 알파 헬릭스를 흉내내 코로나바이러스의 돌기 단백질에 결합할 수 있습니다. 바이러스가 인간 세포 대신 가짜 ACE2에 결합하면 진짜 세포를 보호하는 원리입니다. 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 가장 적합한 형태의 펩타이드를 추정했습니다.
3월초 작업을 시작해서 벌써 이 정도 단계에 이르렀다는 것은 놀랄 만한 속도이지만, 아직 동물 실험 단계에도 이르지 못해 시간이 좀 더 필요합니다. 연구팀은 코로나 19에 대한 동물 모델에서 테스트를 위해 샘플 펩타이드를 마운트 시나이 아이칸 의대 (Icahn School of Medicine at Mount Sinai)에 기증했습니다.
펩타이드 치료제의 장점 중 하나는 내성을 지닌 바이러스를 발견해도 빠르게 이에 대응해서 펩타이드를 바꿀 수 있다는 것입니다. 이미 연구팀은 100가지 다양한 변형 펩타이드를 개발한 상태입니다. 단점은 소화되는 단백질이기 때문에 경구로는 투여할 수 없으며 반드시 주사제로 투여해야 한다는 것입니다. 다만 별다른 치료제가 없는 상황에서 이것이 큰 단점이 될수는 없을 것입니다.
진짜 문제는 환자에서 얼마나 효과가 있느냐는 것입니다. 이 펩타이드는 바이러스 자체를 파괴하는 것이 아니고 단지 기만하는 것이기 때문에 바이러스의 숫자가 충분히 많다면 바이러스가 세포에 침투해 다시 증식하는 것을 막기 어렵습니다. 그래도 바이러스 침투를 억제해서 치명적인 상황에 이르지 않게만 할 수 있다면 나머지는 인체의 면역 시스템이 바이러스를 제거할 것이기 때문에 시도해볼만한 가치는 있다고 생각합니다. 성공적인 결과를 기대해 봅니다.
참고
G. Zhang et al. The first-in-class peptide binder to the SARS-CoV-2 spike protein, bioRxiv (2020). DOI: 10.1101/2020.03.19.999318
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