라마가 체내에서 코로나19 항체로 기대할 수 있는 나노바디 'NIH-CoVnb-112'를 생성하는 것으로 나타나다

낙타와 알파카, 라마 등 낙타과의 포유류는 체내에서 표적항원에 결합하는 '나노바디'를 생성하는 것으로 알려져 있습니다. 그리고 새롭게 신종 코로나바이러스(SARS-CoV-2)에 효과적인 것으로 기대되는 나노바디군(群) 'NIH-CoVnb-112'를 라마가 체내에서 생성하는 것을 연구자들이 발견했습니다.

Neuroscientists isolate promising mini antibodies against COVID-19 from a llama - ScienceDaily
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/12/201222081257.htm

Neuroscientists isolate promising mini antibodies against COVID-19 from a llama: Preliminary results suggest anti-COVID19 nanobo

SARS-CoV-2는 엔벨로프라는 지질막을 가진 1가닥의 RNA 바이러스로, 표면에는 '스파이크 단백질'이라는 끝이 부풀어 오른 단백질의 돌기를 여러 개 가지고 있습니다. 이 스파이크 단백질이 인간 세포의 표면에 있는 수용체 단백질인 안지오텐신전환효소2 단백질(ACE2 수용체)와 결합하는 과정은 SARS-CoV-2가 인체에 감염되는 데 중요한 과정입니다.

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미국국립보건원(NIH)의 뇌영상 연구소에서 일하는 신경과학자 토마스 에스파루자 씨와 데이비드 브로디 씨가 'Cormac'라고 이름 붙인, 라마의 체내에서 생성된 'SARS-CoV- 2에 유망한 나노바디군'을 분리하는 데 성공했습니다.

SARS-CoV-2에 대한 효과적인 것으로 기대되는 나노바디군은 'NIH-CoVnb-112'로 명명되어 있으며, 이 나노바디군 중 적어도 하나가 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질과 결합하여 인체에 감염을 방지할 수 있는 것으로 밝혀졌습니다.

또한, NIH-CoVnb-112가 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질과 결합한다는 것은 SARS-CoV-2를 검출할 수 있다는 것을 의미한다고 합니다. 이외에도 NIH-CoVnb-112는 액체 또는 에어로졸 상태에서도 같은 수준으로 기능하는 것으로 밝혀졌습니다.

브로디 씨는 "TJ(에스파루자 씨)와 나는 몇 년 동안 나노바디를 사용하여 두뇌 이미징을 개선하는 방법에 대해 테스트를 계속했습니다. 그리고 새로운 코로나바이러스 전염병이 발생했을 때, 이것은 일생일대의 위기 상황으로 간주하고 바이러스와의 전투에 참전하기로 결정했습니다. 우리가 찾아낸 안티 신종 코로나바이러스 감염(COVID-19)의 나노바디는 전염병과의 싸움에서 매우 효과적이고 용도가 넓을 것을 기대하고 있습니다"라고 말합니다.

나노바디는 낙타과의 포유류의 면역체계가 자연생성하는 특수한 항체로, 나노바디는 평균 인체에서 생성되는 항체의 약 10분의 1 정도의 무게입니다. 나노바디는 보통 항체보다 안정되고, 제조 비용이 낮아 엔지니어링이 용이하다는 특징을 가지고 있어서, 에스파루자 씨와 브로디 씨는 나노바디의 의학 이용에 대한 연구를 계속해 온 것. 실제로 나노바디는 혈액질환의 하나인 혈전성 혈소판 감소성 자반증의 치료에 효과적인 것으로 나타났습니다.

에스파루자 씨 연구팀은 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질과 결합하는 나노바디를 분리하는 방법을 개발. Cormac이 체내에서 생성하는 수백 가지의 나노바디를 SARS-CoV-2와 반응시켜, 그 중에서 항체로 강력한 효과를 발휘할 수 있을 것으로 기대되는 13종류의 나노바디를 특정하는 데 성공했습니다. 이 실험은 초기단계에 있기 때문에 'NIH-CoVnb-112'라는 나노바디군이 SARS-CoV-2에 유효하다는 가능성이 제시된 단계에 있다고 합니다. 또한 연구실에서 행해진 실험은 실험실에서 생성된 나노바디에 비해 NIH-CoVnb-112가 2 ~ 10배 강력하게 스파이크 단백질과 결합하는 것으로 밝혀졌습니다.

연구팀은 'SARS-CoV-2가 인체에 감염되는 것을 예방하기 위해 NIH-CoVnb-112는 유효한가?'를 알아보기 위해, SARS-CoV-2를 모방한 무해한 유사 바이러스를 유전자 변이로 만들었습니다. 이 유사 바이러스의 스파이크 단백질이 ACE2 수용체를 가진 세포에 결합하는 것을 확인하고 NIH-CoVnb-112와 유사 바이러스의 반응을 조사했습니다. 이 조사를 통해 상대적으로 낮은 수준의 NIH-CoVnb-112가 유사 바이러스의 스파이크 단백질과 결합하여 바이러스가 세포에 감염되는 것을 방지할 수 있음을 확인했다고 합니다.

또한, 나노바디를 천식환자의 치료에 사용되는 분무기 같은 흡입기를 통해 흡입해도 감염을 방지하는 데 효과가 있는 것으로 밝혀졌습니다. 이에 대해 브로디 씨는 "나노바디의 흥미로운 특징 중 하나는 대부분의 항체와 달리 에어로졸 상태로 흡입해도 폐와 기도에 효과를 발휘한다는 점입니다."라고 말합니다.

에스파루자 씨와 브로디 씨가 이끄는 연구팀은 NIH-CoVnb-112의 특허를 신청했습니다. 에스파루자 씨는 "NIH의 지원을 받아 이러한 나노바디가 COVID-19의 안전하고 효과적인 예방치료가 될 수 있는지 여부를 테스트하기 위해 신속하게 전진하고 있습니다"라고 말하며, NIH-CoVnb-112의 활약에 기대를 나타냅니다.