코로나 변이 거듭될수록 효과 커지는 치료제 후보 나왔다

오승수 포스텍 교수팀 연구

hACE2 수용체 모방 하이브리드 중화제 개발 과정. 포스텍 제공

국내 연구진이 바이러스 변이에 스스로 적응해 더 강한 효과를 내는 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19‧코로나19) 중화제를 개발했다.

포스텍은 오승수 신소재공학과 교수팀이 변이에 스스로 적응해 더 강한 효과를 내는 맞춤 성장형 코로나19 중화제를 개발했다고 27일 밝혔다. 이 중화제는 항체 치료제처럼 바이러스와 결합해 세포로 감염되는 것을 막는 작용을 한다. 바이러스 진화를 역이용해 변이가 거듭될수록 더 우수한 효과를 내도록 설계됐다. 연구팀은 향후 동물실험 등을 거쳐 코로나19 치료제로 활용될 수 있을 것이라 전망했다.

코로나19 바이러스가 변이를 거듭하며 감염력이 점점 증가하는 이유는 세포 표면 단백질인 안지오텐신 전환효소(hACE2) 수용체와의 상호작용이 강해지도록 구조를 바꾸며 진화하기 때문이다.
 
연구팀은 바이러스와 hACE2 수용체 사이의 결합주요부위(핫스팟) 상호작용 원리를 모방해 세포 감염을 획기적으로 억제할 수 있는 방법을 찾았다. 단백질 조각과 핵산으로 구성된 하이브리드 중화제가 마치 미끼처럼 수용체 대신 바이러스와 강력히 결합함으로써 바이러스의 세포 침투를 막는 것이다.

이 중화제는 '핫스팟지향분자디스플레이(HOLD, Hotspot-Oriented Ligand Display)'라고 불리는 연구팀의 독자적인 시험관 진화 기술을 기반으로 개발됐다. HOLD는 10조개에 이르는 후보물질 중 바이러스 결합에 가장 적합한 물질이 자동적으로 선별되는 기술이다. 자연계에서 환경에 적합한 개체가 더 잘 살아남는 자연선택 이론과 유사한 원리로 작동한다.
 
연구 결과 이 중화제는 알파, 베타, 감마, 델타 변이뿐만 아니라 전염력이 가장 높다고 알려진 오미크론 변이에 대해서도 우수한 중화 효과가 있는 것으로 조사됐다. 
 
특히 오미크론 변이에 대한 중화성능(평형해리상수1)은 1.209 나노몰(nM, 1nM=10억분의 1몰)로 초기 코로나바이러스에 대한 중화 성능 5.702 나노몰 보다도 5배 가량 우수했다. 평행해리상수는 중화제의 성능을 평가하는 수치다. 수치가 낮을수록 더 적은 바이러스 양에도 결합 효능이 있다는 것을 의미한다. 

오승수 교수는 "코로나19 바이러스뿐만 아니라 인플루엔자나 한타바이러스 등 다양한 형태의 치명적 바이러스로 인한 차세대 팬데믹에 대응할 수 있는 핵심 기술로 확장해 나갈 계획"이라고 밝혔다. 이민종 포스텍 석·박사통합과정생 연구원은 "코로나19 바이러스뿐만 아니라 인플루엔자나 한타바이러스 등 다양한 형태의 치명적 바이러스로 인한 차세대 팬데믹에 대응할 수 있는 핵심 기술로 확장해 나갈 계획"이라고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 26일(현지시간) 게재됐다.

왼쪽부터 오승수 포스텍 교수, 이민종 포스텍 석·박사통합과정생 연구원. 포스텍 제공

[박정연 기자 hesse@donga.com]