새로운 분자는 '거품'을 터뜨려 바이러스와 싸웁니다.

Kent Kirshenbaum은 "바이러스를 비활성화하는 새로운 방식으로 작용하는 항바이러스제가 시급히 필요합니다"라고 말합니다. "우리는 다음 전염병 위협에 대비하기 위해 지금 차세대 약물을 개발하고 선반에 올려놓아야 합니다. 그리고 확실히 또 다른 약물이 있을 것입니다." (제공: 게티 이미지)

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단백질이 아닌 바이러스의 거품 같은 막을 표적으로 삼는 것이 차세대 항바이러스제를 개발할 수 있다고 연구진은 보고했습니다.

항바이러스 치료법은 바이러스가 빠르게 변이되어 약물에 내성을 갖게 되므로 개발하기가 매우 어렵습니다. 그러나 차세대 항바이러스제가 바이러스 표면의 빠르게 변이하는 단백질을 무시하고 대신 보호층을 파괴한다면 어떻게 될까요?

“우리는 많은 바이러스의 아킬레스건, 즉 거품 같은 막을 발견했습니다. 이러한 취약성을 이용하고 막을 파괴하는 것은 새로운 항바이러스제를 개발하기 위한 유망한 작용 메커니즘입니다.”라고 뉴욕 대학교 화학 교수이자 ACS Infectious Diseases 저널에 게재된 해당 연구의 수석 저자인 Kent Kirshenbaum은 말했습니다.

이번 연구에서 연구자들은 우리 자신의 면역 체계에서 영감을 받은 새로운 분자 그룹이 어떻게 지카 바이러스와 치쿤구니야를 포함한 여러 바이러스를 비활성화하는지 보여줍니다. 이 접근법은 많은 바이러스에 사용할 수 있는 약물을 개발할 수 있을 뿐만 아니라 항바이러스 저항성을 극복하는 데도 도움이 될 수 있습니다.

바이러스는 표면에 단클론 항체나 백신과 같은 치료제의 표적이 되는 다양한 단백질을 가지고 있습니다. 그러나 이러한 단백질을 표적으로 삼는 것은 바이러스가 빠르게 진화하여 단백질의 특성을 변화시키고 치료 효과를 떨어뜨리기 때문에 한계가 있습니다. 이러한 한계는 원래 바이러스에 대해 개발된 약물과 백신을 모두 회피하는 새로운 SARS-CoV-2 변종이 등장했을 때 나타났습니다.

Kirshenbaum은 “바이러스를 비활성화하는 새로운 방식으로 작용하는 항바이러스제가 시급히 필요합니다.”라고 말했습니다. "이상적으로 새로운 항바이러스제는 하나의 바이러스나 단백질에만 국한되지 않으므로 지체 없이 출현하는 새로운 바이러스를 치료할 준비가 되어 있고 내성 발생을 극복할 수 있습니다."

"우리는 다음 세대의 전염병 위협에 대비하기 위해 지금 차세대 약물을 개발하고 이를 선반에 올려놓아야 합니다. 그리고 확실히 또 다른 약물이 있을 것입니다."라고 그는 말합니다.

우리의 선천적 면역 체계는 박테리아, 곰팡이 및 바이러스에 대한 신체의 첫 번째 방어선인 항균 펩타이드를 생성하여 병원체와 싸웁니다. 질병을 일으키는 대부분의 바이러스는 지질로 만들어진 막에 캡슐화되어 있으며, 항균 펩타이드는 이러한 막을 파괴하거나 심지어 터뜨리는 방식으로 작동합니다.

항미생물 펩타이드는 실험실에서 합성될 수 있지만 쉽게 분해되고 건강한 세포에 독성을 나타낼 수 있기 때문에 인간의 감염성 질환을 치료하는 데 거의 사용되지 않습니다. 대신, 과학자들은 펩토이드(peptoid)라는 합성 물질을 개발했습니다. 이 물질은 펩타이드와 유사한 화학적 골격을 갖고 있지만 바이러스 막을 더 잘 뚫고 분해될 가능성이 더 낮습니다.

Kirshenbaum은 “우리는 천연 펩타이드를 모방하고 펩타이드와 동일한 구조적, 기능적 특징을 많이 가지면서도 우리 몸이 빠르게 분해할 수 없는 것으로 구성된 분자를 만드는 방법에 대해 생각하기 시작했습니다.”라고 말했습니다.

연구자들은 7개의 펩토이드를 조사했는데, 그 중 다수는 원래 스탠포드 대학의 Annelise Barron 연구실에서 발견되었으며 연구의 공동저자였습니다. NYU 팀은 4가지 바이러스에 대한 펩토이드의 항바이러스 효과를 연구했습니다. 3개는 막으로 둘러싸여 있고(지카, 리프트 밸리 열, 치쿤구니야), 1개는 막으로 둘러싸여 있습니다(콕사키바이러스 B3).

NYU의 화학 박사 과정 학생이자 이번 연구의 제1저자인 패트릭 테이트(Patrick Tate)는 “이러한 바이러스에는 치료 옵션이 없기 때문에 우리는 특히 이 바이러스를 연구하는 데 관심이 있었습니다.”라고 말했습니다.

바이러스를 둘러싸는 막은 바이러스 자체와는 다른 분자로 이루어져 있는데, 이는 막을 형성하기 위해 숙주로부터 지질을 획득하기 때문입니다. 그러한 지질 중 하나인 포스파티딜세린은 바이러스 외부의 막에 존재하지만 정상적인 조건에서는 인간 세포 내부를 향해 격리됩니다.