디코이 나노 입자를 이용한 코로나 19 치료제

(Credit: Northwestern University)

SARS-CoV-2 바이러스의 돌기 단백질은 매우 빠른 속도로 변이를 일으켜 항체의 효과를 떨어뜨립니다. 따라서 항체 치료제의 효과 역시 새로운 변이에 의해 무력화되기 쉽습니다. 과학자들은 항체를 대신해 돌기 단백질을 무력화 할 수 있는 방법을 연구했습니다.

현재 주목받는 신기술은 ACE2 수용체로 바이러스를 기만하는 디코이입니다. 바이러스가 아무리 열심히 변이를 일으킨다고 해도 결국 ACE2 수용체에 결합하지 못하면 세포 안으로 들어갈 수 없습니다. 그런 만큼 바이러스에 결합하는 항체를 만드는 대신 바이러스가 와서 결합하게 디코이 ACE2 수용체를 투여하자는 아이디어 입니다.

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노스웨스턴 대학의 연구팀 역시 ACE2 수용체를 지닌 디코이 나노입자 (decoy nanoparticle)를 개발했습니다. 이들이 개발한 디코이는 오리지널 SARS-CoV-2 바이러스에 대해서 일반적인 단백질 기반 약물보다 훨씬 효과적으로 바이러스의 세포 침투를 막을 수 있습니다.

실험실 환경에서 연구팀의 디코이는 다섯 가지 변이와 오리지널 바이러스에 대해 50배 이상 억제 효과가 우수할 뿐 아니라 치료 내성 균주에 대해서는 1500배 우수한 억제 효과를 보여줬습니다.

물론 실제로 디코이가 인체에사 큰 부작용 없이 바이러스만 차단할 수 있는지는 임상 시험을 통한 검증이 필요합니다. 항체와는 달리 디코이는 완전히 새로운 이물질이기 때문에 어떤 이상반응을 일으킬지 아직 확인할 수 없습니다.

연구팀은 인체의 거부 반응을 줄이고 효과적으로 바이러스를 억제하기 위해 자연적으로 존재히는 세포외 소포 (extracellular vesicles)를 이용했습니다. 세포 표면에 ACE2 수용체를 과도하게 발현하도록 유전자를 조작한 후 자연스럽게 세포외 소포가 나오면 이를 디코이로 사용하는 것입니다. 다만 ACE2 수용체에 본래 인체 내 기능을 생각하면 임상에 들어가기 전 안전성에 대한 철저한 검증이 필요할 것으로 생각합니다.

참고

https://phys.org/news/2022-04-decoy-particles-coronavirus-evolves.html

Taylor F. Gunnels et al, Elucidating Design Principles for Engineering Cell‐Derived Vesicles to Inhibit SARS‐CoV‐2 Infection, Small (2022). DOI: 10.1002/smll.202200125

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