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하임바이오, 코로나19 변종 바이러스 무력화 물질 발견이탈리아 쎄인지 연구소 공동 연구 결과…크래프트 하인즈서 공동 개발 의사
▲ 이탈리아 생명공학연구소 CEINGE 마시모 졸로 박사(왼쪽)과 하임바이오 김홍렬 대표, 이탈리아 생명공학연구소 CEINGE 마리아노 지우스티노 대표가 기념사진을 찍고 있다. 출처=하임바이오

[이코노믹리뷰=황진중 기자] 감염력이 6배나 되는 ‘변종 코로나’가 최근 이슈가 되고 있는 가운데 한국 바이오 스타트업과 이탈리아 나폴리 소재 쎄인지(CEINGE) 생명공학연구소가 변종 코로나 바이러스를 무력화시킬 수 있는 코로나 바이러스 치료제 및 예방제를 발견했다.

암세포만 굶겨죽이는 4세대 대사항암제 ‘스타베닙(Starvanip, NYH817100)’을 개발해 학계의 이목을 집중시켜온 하임바이오는 13일 현재 개발 중인 코로나19 치료제가 종전 보다 6배 빠른 전파속도를 지니고 치사율 또한 높은 변종 코로나19 바이러스도 동시에 무력화시킨 효과를 발견했다고 밝혔다.

완치자 혈청의 효과가 듣지 않을 정도로 변이가 이뤄진 이 바이러스가 바로 GH형이다. GH형은 세포 침투력이 2배 이상 높고, 전파력은 10배 이상 늘었다. 한국도 GH형이 많은 지역은 확진자 한 사람이 전파하는 정도를 나타내는 ‘재생산지수(R0)’가 전국 평균 1.06보다 높았다.

하임바이오 김홍렬 대표는 “최근 전파력이 6배 증가한 G형 변이가 나타나면서 코로나19 바이러스 확산 속도가 빨라지고 있다”면서 “이번 결과는 코로나19 변이에 효과적으로 대응할 수 있는 치료제를 개발할 수 있다는 점에서 매우 고무적”이라고 말했다.

김홍렬 대표는 “1993년 스텐포드 의과대학 생화학 연구실에서 연구를 시작해 지금까지 꾸준히 연구해온 인(燐)중합체(Inorganic polyphosphate)를 사용해 이탈리아 나폴리의 쎄인지 연구소와 함께 인중합체의 특정 사슬길이와 농도에서 코로나 19 바이러스의 감염기전과 복제능을 동시에 억제하는 사실을 발견해 이 결과를 기초로 국내외 특허를 이미 출원했다. 이번 주 내에 국제학술지에 기고하겠다”고 설명했다.

김 대표는 또 “이러한 결과는 한국과는 달리 초기부터 한국보다 6배나 빠른 바이러스 감염력과 현재 10~15% 치사율을 가진 이탈리아의 변종 코로나 바이러스 19를 동시에 실험한 결과다. 그 의미가 크다”고 덧붙였다.

이 연구는 1997년 발표된 인중합체의 HIV-1(AIDS Virus) 바이러스의 항 바이러스 작용(합포체작용, syncytium)에서 힌트를 얻었다.

연세대 의대 정재호 교수 연구팀과 코로나19 국내 확진자 시료를 이용해 베로세포(Vero cell) 에서 RNA 의존 RNA 중합효소인 RdRp (RNA dependent RNA polymerase)의 전사기능이 억제돼 실제로 바이러스성의 복제(viral replication)가 억제 되는 현상을 발견한 후 한국과 다른 변종 Covid19인 이탈리아에 다수의 확진자(이탈리아 로마를 포함한 광범위한 여러 지역 확진자) 시료로 최종 확인 후 이탈리아와 공동 작업한 결과다.

▲ 하임바이오와 이탈리아 쎄인지 공동연구, 인중합체 투여결과. 출처=하임바이오

김홍렬 대표는 “코로나19는 ssRNA(+)envelope virus로 우리 몸 안에서 생성되는 ACE2 (Angiotensin-converting enzyme 2, 폐, 심장, 소장, 남성 고환, 동맥 등 여러 신체조직 세포막에 존재하는 단백질)의 도움으로 바이러스가 우리 몸 안으로 침입할 때 스파이크(Spike) 단백질을 인지해 감염이 시작된다”면서 “몸안에 들어온 바이러스는 (+) RNA 사슬을 복제기전을 통해 체내에서 새로운 바이러스 입자구조(particle)로 되는 작업을 마친다”고 설명했다.

김 대표는 “이러한 하위유전체(subgenomic RNA)는 전사(transcription)와 변이(translation)를 통해 구조적 단백질을 9개 만들어 내는데 이중 잘 알려진 단백질이 E: envelope protein, S: spike protein, M: membrane protein, N: nucleocapsid protein 등이며, 이 몇몇 단백질을 타겟으로 진단키트나 백신개발 또는 치료제 개발을 해오고 있다. 인중합체는 위 두 기전의 단백질 전사기능을 완벽하게 차단한다”고 말했다.

하임바이오와 이탈리아 쎄인지 연구소의 연구결과는 우선 첫 감염 기전에 필요한 ACE2 단백질을 인중합체가 접합해 단백질분해효소(proteasome)가 이를 분해하게 함으로써 첫번째 감염을 원천 차단하면서 RdRp, N, S,(+) sgN, (+)sgS 등의 바이러스의 복제능에 관여하는 단백질에 전사기능을 원천 차단해 이 단백질의 생성 자체를 막아 결국 코로나 바이러스가 감염되거나 복제되어 전파하는 것을 막아 준다는 점이다.

하임바이오와 쎄인지 연구소는 이러한 작용이 현재 다시 한국과 이탈리아를 포함한 유럽서 유행되고 있는 6배의 감염력이 높은 변종 바이러스에도 적용됨을 확인했다.

두 나라에 서로 다른 코로나19 염기서열 비교연구에서 변종 바이러스는 RdRp나 S 유전자 부분에 돌연변이가 대부분 일어나고 있음을 염기서열에서 확인할 수 있었는데 이 유전자의 변이 부분은 인중합체의 분자적 항바이러스 작용 기전 부위와는 거리가 먼 분자적 위치임을 인공지능 분자 도킹 모델을 통해 증명했다.

하임바이오 관계자는 “이번 실험 결과는 인중합체가 코로나19의 예방적 차원의 물질은 물론 치료제 역할까지 가능함을 밝힌 것”이라고 설명했다.

김 대표는 “곧 관련 내용을 국제학술지에 발표하겠다. 환자 수나 희생자 수가 많은 이탈리아에서 임상을 진행하기로 연세대 의대를 포함한 세 기관은 합의했다. 예방제 차원에서 다용도로 사용할 수 있는 스프레이류의 개발은 한국과 유럽에서 동시에 진행될 예정”이라면서 “케첩의 원조로 불리는 미국 크래프트 하인즈(Kraft Heinz)에서 개발의지를 밝혀 연구에 속도를 내고 있다”고 강조했다.

국내 코로나19 유행 초기에는 S형(A)과 V형(B)이 대부분이었지만 최근 수도권과 대전, 광주에서는 전파력이 높은 G형(C)이 나타나고 있다.

기존에 약물을 치료제로 쓰려는 노력은 미국과 일본, 중국, 유럽 등에서 활발하게 진행되고 있다. 일본의 ‘파비피라비르(상품명 아비간)’, 램데시비르, 토실리주맙(상품명 악템라), 시클레소니드(상품명 알베스코) 등과 기생충 구충약, 단백질 분해효소 저해제를 이용한 몇 가지 다른 병의 치료제를 코로나19의 약으로 전용하려는 노력이 세계 여러 나라에서 이뤄지고 있다.

하임바이오 관계자는 “아직도 치료약의 출연은 요원 한 것 같으며 바이러스 특정 부위의 빠른 염기서열 변화에 의한 돌연변이로 백신과 치료제 개발의 속도가 지연되고 있다”면서 “이러한 상황 속에서 나온 이번 결과는 전세계가 팬더믹으로 경제적 정치적 사회적인 총체적 문제로 힘들어 하고 있는 가운데 유일한 치료제의 개발로 이루어 질 수 있는 강력하고 정확한 비교 실험결과로 평가되고 있다”고 설명했다.

하임바이오 관계자는 또 “실험에 사용하고 제시한 인 중합체가 음식물 첨가제로 이미 그 안정성과 독성은 검증된 물질”이라면서 “건강한 사람의 혈액 혈소판에 존재하는 물질 임은 물론 가격 경쟁력 또한 월등하여 산업적 생산 시 경제성이 높은 물질이기도 하다”고 덧붙였다.

한편, 하임바이오는 세브란스병원에서 작년 12월 시작된 대사항암제 후보물질 스타베닙의 임상 1상에서 표준 치료에 실패한 고형암 환자를 대상으로 약물을 경구 투여하는 방식으로 안전성을 평가 중에 병용투여가 아닌 단일물질을 투여한 환자군의 종양평가시 위암환자 종양의 크기가 감소하는 부분관해(PR, partial Response)가 확인된 바 있다.

황진중 기자  |  zimen@econovill.com  |  승인 2020.07.13  09:16:08
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