새로운 코로나19 치료제 ‘나노단백질’

새로운 코로나19 치료제 ‘나노단백질’

- 기존 항체치료제의 단점을 보완한 나노바디(Nanobody) 및 바이러스를 포집하는

가상세포 나노디코이(Nanodecoy)의 가능성에 주목 -

Science(’20.11. Versatile and multivalent nanobodies efficiently neutralize SARS-CoV-2)

Science(’20.11. An ultrapotent synthetic nanobody neutralizes SARS-CoV-2 by stabilizing inactive Spike)

PNAS(’20.11. Decoy nanoparticles protect against COVID-19 by concurrently adsorbing viruses and inflammatory cytokines)

ㅇ 최근 코로나19 대응을 위한 ‘제3의 치료제’ 기술로 불리는 나노단백질(나노바디, 나노디코이 등) 분야의 연구성과들이 발표

- 항체치료제는 항체의 작동원리를 기반으로 설계‧제조하므로, 화합물 기반 치료제 대비 개발 속도가 빠르고, 부가적으로 단기적인 예방도 기대 가능

- 그러나, 항체치료제는 상대적으로 생장 속도가 느리고 관리가 까다로운 동물세포를 배양하여 획득 가능하므로, 미생물 및 화학적 제조방법 대비 고비용이며, 신속한 대량생산에 불리하다는 것이 약점

ㅇ 나노단백질은 항체의 일부분만 인공적으로 제조한 나노크 수준의 단백질로,

- 항체치료 원리에 기반하면서도 기존 항체치료제의 단점인 용량, 생산성, 보관성, 편리성, 비용 등의 문제를 근본적으로 극복할 수 있는 혁신적 기술로 주목

※ 입자 크기가 매우 작아 다양한 방법으로 치료에 사용할 수 있을 것으로, 코로나 바이러스 주요 침투 및 감염 부위인 코와 폐를 손쉽게 직접적으로 보호할 수 있는 흡입식 에어로졸 형태의 치료제 개발 가능

ㅇ 최근 실제 항체 크기 10% 수준의 미세 단백질을 설계하여 적은 농도로 코로나19 바이러스를 억제할 수 있는 나노바디를 개발

- 미국 피츠버그대* 및 UCSF 연구진**은 코로나19 바이러스의 스파이크 단백질(인체세포 표면 단백질인 hACE2에 결합하여 바이러스 침투의 핵심 역할)에 결합하는 나노바디 씨리즈를 제작하여, 바이러스의 감염능력을 차단 및 중화한다는 내용의 논문을 각각 발표

* Science, Versatile and multivalent nanobodies efficiently neutralize SARS-CoV-2, 2020.11.5

** Science, An ultrapotent synthetic nanobody neutralizes SARS-CoV-2 by stabilizing inactive Spike, 2020.11.5.

<‘나노바디’와 ‘바이러스 스파이크 단백질의 수용체 결합 부위’ 간 결합 모형>

(A) 인간 ACE2 단백질(청색)과 스파이크 단백질 간 결합

(B) 나노바디(보라색)의 스파이크 단백질 결합을 통한 중화(neutralization)

출처 : Science, Versatile and multivalent nanobodies efficiently neutralize SARS-CoV-2, 2020.11.5

<‘나노바디’ 혼합을 통한 ‘바이러스 스파이크 단백질의 수용체 결합 부위’ 간 결합 모형>

출처 : Science, An ultrapotent synthetic nanobody neutralizes SARS-CoV-2 by stabilizing inactive Spike, 2020.11.5

...................(계속)

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