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엠바고 파기시 전적으로 귀사에 책임이 있습니다.>건양대 이경복 교수 "면역학적 항체 중심의 항바이러스제 한계 극복"
한국과 미국 공동연구진이 신종플루나 조류인플루엔자(AI) 등을 일으키는 바이러스에 감염되는 것을 막을 수 있는 탄수화물 나노구조체를 개발하고 작용 메커니즘을 밝혀냈다.
건양대 의대 이경복 교수는 24일 나노공학(NT)과 생물공학(BT)을 결합한 새로운방식으로 독감 바이러스의 감염력을 무력화할 수 있는 탄수화물 나노구조체를 개발하고 이를 이용해 생쥐가 독감 바이러스에 감염되는 것을 막는 데 성공했다고 밝혔다.
독감 바이러스는 주로 겨울에 유행해 고열과 몸살, 심한 경우 사망까지 초래하지만 변이가 빨라 효과적인 예방백신 개발이 쉽지 않다.
특히 사람과 동물에서 대유행(판데믹)을 일으키는 A형 인플루엔자 바이러스는표면에 헤마글루틴(HA)과 뉴라미니다아제(NA) 분자가 있어 감염과 증식에 중요한 역할을 하는데 NA에 작용하는 약제는 타미플루 등이 있지만 HA에 작용하는 약제는 아직 없다.
A형 바이러스의 하나인 신종플루(H1N1)의 경우 감염 후 48시간 안에 항바이러스제 타미플루를 복용하면 치료가 가능하다. 하지만 타미플루는 HA에는 작용하지 못해감염력 억제에는 효과가 없고 최근에는 상당수 A형 바이러스가 타미플루에 내성을보여 새로운 예방법 개발이 요구됐다.
이 교수팀은 이 연구에서 탄수화물을 기반으로 한 새로운 나노구조체(nanostructured glycan architecture)를 이용해 인플루엔자 바이러스의 감염을 억제하는 데성공했다.
탄수화물 나노구조체(S3-G4)는 가지가 많은 나무 모양의 구조를 가진 합성 고분자(PAMAM)인 덴드리머에 탄수화물인 사이알릴락토스(sialyllactose)가 3∼4㎚(나노미터=10억분의 1ｍ) 간격으로 결합해 있는 물질이다.
이 교수는 "나노구조체에 일정 간격으로 붙어 있는 사이알릴락토스가 독감 바이러스가 몸에 침투할 때 세포와 결합하는 HA 부분에 빠르고 강력하게 달라붙어 감염력을 무력화시킨다"고 설명했다.
이 탄수화물 나노구조체는 생쥐 독감 바이러스 감염 실험에서 예방효과가 뛰어난 것으로 확인됐다.
생쥐를 H11N1 바이러스에 감염시키는 실험에서 실험 전 코에 탄수화물 나노구조체를 처치하지 않은 생쥐는 10일 안에 모두 죽었으나 처치를 받은 생쥐는 75%가 살았고 바이러스 감염으로 감소했던 체중도 9일 후 회복한 것으로 나타났다.
이 교수는 "이 연구는 탄수화물 기반의 나노분자가 표적분자인 인플루엔자 바이러스의 HA와 최적의 결합력을 갖도록 나노디자인해 바이러스 변이성이나 내성 바이러스 출현 등을 극복할 수 있는 고효능 예방·치료 물질을 개발하고 그 작용 기전을밝힌 것"이라고 설명했다.
그는 또 "탄수화물 나노구조체는 다른 항바이러스제에서 문제가 되는 내성 바이러스 NA 효소분해에 저항성이 있고 면역반응 유도에 따른 부작용도 없다"며 "이 개념을 탄수화물과 결합할 수 있는 분자구조를 가진 다른 바이러스에도 적용해 고기능고효율 항바이러스제를 개발할 수 있을 것"이라고 덧붙였다.
이 교수가 한국연구재단 지원으로 성균관대 곽종환 교수, 경북대 나동희 교수,전남대 박종환 교수, 건국대 송창선 교수, 미국 렌셀러폴리테크닉대(RPI) 로버트 린하르트 교수 등과 공동 수행한 이 연구 결과는 국제학술지 '네이처 나노테크놀로지'(Nature Nanotechnology, 24일자)에 게재됐다.
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