미 연구진, 코로나19 미끼 ACE2 단백질 개발..감염 차단 유도

ACE2 변종 단백질이 실제 단백질 대신 코로나19 바이러스와 결합
줄기세포 이용, 인간 신장 오가노이드 개발

© 로이터=뉴스1

(서울=뉴스1) 성재준 바이오전문기자 = 미국 연구실에서 개발된 인공 단백질로 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 감염 위험을 줄일 수 있다는 연구결과가 공개됐다.

3일 업계에 따르면 미국 노스웨스턴대학교 의과대학 연구진은 최근 코로나19 바이러스가 안지오텐신전환효소2(ACE2) 대신 결합할 수 있는 단백질을 합성해 코로나19 감염을 예방 또는 줄일 수 있다는 연구결과를 발표했다.

해당 연구결과는 지난 1일 '미국신장의학회지(Journal of the American Society of Nephrology)'에 게재됐다.

코로나19 바이러스는 체내 세포에 침입하기 위해 바이러스의 스파이크 단백질이 세포 표면에 있는 ACE2 단백질과 결합한다. ACE2는 혈관을 수축시켜 혈압을 상승하게 만드는 작용을 하는데 사람의 폐, 신장, 혈관 그리고 남성의 고환 등에서 많이 발견된다.

연구진은 이 ACE2를 대체할 새로운 단백질을 만들어 감염을 줄이려는 것이다.

연구진은 아미노산 618개를 합성해 간단한 변종 ACE2 단백질을 합성했다. 이 새로운 변종 ACE2가 코로나19 바이러스로 하여금 실제 ACE2 단백질로 착각하게 만들어 결합하도록 유도한 것이다.

이미 가짜 ACE2와 결합한 스파이크 단백질은 진짜 ACE2와 결합할 수 없어 세포를 감염시킬 수 없기 때문이다.

연구진은 이 가짜 ACE2 단백질이 실제 환자에 효과적으로 적용될 수 있도록 생체 내 작용 기간을 늘렸다. 이 단백질을 그대로 환자에 주입할 경우 몇 시간밖에 지속되지 못했지만 이 작용 시간을 며칠로 연장하는 데 성공한 것이다. 체내에서 약효의 지속시간이 길어진만큼 약효가 높아졌다고 할 수 있다.

연구진이 개발한 ACE2 단백질은 주사 후에도 조직 내에서 3일간 활성을 유지했다.

또한 연구진은 실험실에서 줄기세포를 이용해 만들어낸 신장 오가노이드 조직을 만들었다. 이 오가노이드 신장에서 코로나19 바이러스 감염을 무력화(중화)시킬 수 있는 가짜 ACE2 단백질을 시험했다. 연구진에 따르면 설치류는 코로나19 바이러스 감염에 내성이 발생할 수 있어 줄기세포를 통해 만든 신장 오가노이드에서 시험했다고 전했다.

오가노이드 또는 장기 유사체는 줄기세포를 배양하거나 재조합해 만든 것으로 인체 장기의 구조와 기능을 재현해 인공장기나 신약개발에 활용할 수 있다. 현재까지 인공 심장, 위, 간, 피부, 뇌 등이 개발됐으나 아직은 본격적으로 인체에 적용된 기술은 아니다.

다니엘 베틀 노스웨스턴대학교 의과대학 교수는 "연구진은 코로나19 감염을 예방하고 치료하는 데는 광범위한 예방접종이 가장 효과적이지만 예방접종을 받지 않거나 백신이 완전히 효과적이지 않은 사람들에게 코로나19를 예방하고 치료할 수 있는 치료법은 항상 필요하다"고 말했다.

연구진은 향후 안전성 등 추가적인 연구를 위해 미국 식품의약국(FDA)에 임상시험승인계획(IND)을 신청할 계획이다.

jjsung@news1.kr