생명공학대학 권대혁 교수 연구팀(공동 제1저자: 황재현 박사, 최소윤 석사과정)이 나노디스크(nanodisc)를 활용해 코로나바이러스 중화항체의 한계를 극복할 수 있는 혁신적인 방법을 제시했다.

중화항체 치료제는 코로나바이러스와 같은 호흡기 바이러스의 감염을 억제하는 데 효과적이지만, 바이러스의 빠른 변이로 인해 효능이 급격히 저하되는 한계를 가지고 있다. 특히, 국내외에서 개발된 항체 치료제들이 변이 바이러스, 특히 오미크론 변이에 대해 효과를 보이지 못하거나 내성 바이러스를 유발하는 사례는 이러한 한계를 명확히 보여준다. 코로나바이러스 치료제로 전세계에서 수 많은 항체들이 개발되었으나, 현재 유행하는 변이주에 대한 효능이 없어 더 이상 사용되지 않는다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 항체의 Fc 영역에 결합하는 나노디스크를 활용한 새로운 치료 전략을 제안했다.

연구 결과, 나노디스크와 결합된 중화항체는 기존 중화항체를 단독으로 사용했을 때보다 훨씬 강한 항바이러스 효능을 나타냈다. 동물 실험에서도 나노디스크 결합 항체는 폐 조직 내 바이러스 역가를 기존 항체 단독 사용보다 100배 더 감소시키는 결과를 보였다. 특히, 중화 효능이 약한 항체도 나노디스크와 결합함으로써 SARS-CoV-2와 다양한 오미크론 변이에 대해 광범위한 항바이러스제로 활용될 가능성을 보여주었다. 권대혁 교수 연구팀은 독감 바이러스에 대해서도 나노디스크가 항체의 중화능을 획기적으로 증대시킬 수 있음을 밝힌 바 있다.

권대혁 교수는 “기존 중화항체 치료제가 변이 바이러스에 의해 효과를 상실하는 문제는 항바이러스제 개발의 큰 장애물이었다”며, “나노디스크 기반 기술은 바이러스 감염 치료에 혁신적인 접근법을 제공하며, 독감과 코로나바이러스뿐만 아니라 다양한 RNA 바이러스 치료제로 확장 가능하다”고 강조했다. “많은 제약사들이 바이러스 항체치료제를 개발하기 위해 노력하고 있는데 나노디스크와의 결합을 통해 성공 가능성을 높일 수 있다.” 했다. 실제로 연구 내용을 실용화하기 위하여 엠브릭스 주식회사와 함께 코로나바이러스에 대한 항바이러스 치료제 개발을 진행하고 있다.

- 연구 협력 및 지원 - 

이번 연구는 충북대학교 송민석 교수 연구팀, 생명공학연구원 김상직 박사 연구팀과 공동으로 진행되었으며, 한국연구재단, 한국보건산업진흥원, 삼성미래기술육성센터의 지원으로 수행되었다.

※ 저널: Journal of Nanobiotechnology (IF 10.2, JCR BIOTECHNOLOGY & APPLIED MICROBIOLOGY 분야 상위 4.3%)

※ 논문명: Fc-Binding Nanodisc Restores Antiviral Efficacy of Antibodies with Reduced Neutralizing Effects Against Evolving SARS-CoV-2 Variants