(The figure shows how two of the newly developed nanobodies (blue and magenta) bind to the receptor-binding domain (green) of the coronavirus spike protein (grey), thus preventing infection with Sars-CoV-2 and its variants. The nanobodies originate from alpacas and are smaller and simpler than conventional antibodies. Credit: Max Planck Society)
독일 괴팅겐의 막스 플랑크 생물물리학 화학 연구소와 괴팅겐 의대 (Max Planck Institute (MPI) for Biophysical Chemistry in Göttingen (Germany) and the University Medical Center Göttingen (UMG))의 연구팀이 알파카에서 찾아낸 나노 항체 (nanobodies)를 통해 코로나 19 치료제 후보 물질을 개발했습니다.
알파카 자체는 SARS-CoV-2에 감염된 후 심각한 질병을 앓지는 않지만, 매우 효과적인 중화 항체를 만든다는 사실이 알려지면서 많은 과학자들의 관심을 받았습니다. 괴팅겐 연구팀은 이 항체를 바탕으로 나노 항체를 개발했는데, 항체를 구성하는 부분 중 SARS-CoV-2 바이러스의 돌기 단백질(S 단백질)과 결합하는 부위는 일부에 불과하기 때문입니다.
나노 항체의 장점은 바이러스 S 단백질의 수용체 결합부 (RBD, Receptor binding domain)와 결합하는 부위만 넣어 용량에 비해 중화 능력이 강할 뿐 아니라 작은 크기 때문에 쉽게 흡수되고 매우 안정하다는 것입니다. 연구팀이 개발한 나노 항체는 섭씨 95도에서도 효능을 잃지 않아 냉장 보관도 필요 없고 실온에서도 보관이 가능합니다. 따라서 알약이나 흡입제로 개발할 수 있습니다.
이 나노 항체의 또 다른 특징은 RBD에 세 개씩 달라 붙어 뛰어난 중화능력을 지녔다는 것입니다. 결합 능력이 이전에 보고된 나노 항체보다 1000배나 뛰어나고 세 개가 달라 붙으면 중화 효과가 3만배나 올라가 바이러스를 효과적으로 차단할 수 있습니다. 그리고 두 개의 나노 항체를 붙인 텐덤 방식의 나노 항체를 만들어 효과를 더 높일 수도 있습니다.
연구팀에 따르면 이 나노 항체는 알파, 베타, 감마, 델타 변이 모두에 효과적이며 앞으로 새로운 변이가 나타나더라도 알파카에 이를 노출 시켜 대응하는 나노 항체를 쉽게 제조할 수 있습니다.
다만 이렇게 좋은 이야기에도 불구하고 실제 사람에서 효과가 없거나 부작용이 심하다면 실제 임상에서 사용할 수 없을 것입니다. 본래 신약 개발이라는 게 수많은 실패 끝에 성공한 약물이 하나가 나오는 것인 만큼 나노 항체 역시 아직은 효과를 장담하기 어렵습니다. 과연 알파카에서 찾은 나노 항체가 코로나 19를 정복하는 데 도움을 줄 수 있을지 결과가 궁금합니다.
참고
https://medicalxpress.com/news/2021-07-highly-potent-stable-nanobodies-sars-cov-.html
Thomas Güttler et al, Neutralization of SARS‐CoV‐2 by highly potent, hyperthermostable, and mutation‐tolerant nanobodies, The EMBO Journal (2021). DOI: 10.15252/embj.2021107985
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