하임바이오, 변종 코로나19 무력화 방안 찾았다

감염력이 6배나 되는 '변종 코로나'가 최근 이슈다. 이런 가운데 국내 바이오 스타트업과 이탈리아 쎄인지(CEINGE) 생명공학연구소(나폴리 소재)가 변종 코로나 바이러스를 무력화시킬 수 있는 코로나 바이러스 치료제와 예방제를 공동연구 개발해 국제적인 화제가 되고 있다.

국내 바이오 스타트업 '하임바이오'는 현재 개발 중인 신종 코로나바이러스 감염증 (코로나19) 치료제가 종전 보다 6배 빠른 전파속도와 높은 치사율을 지닌 변종 코로나19 바이러스도 동시에 무력화시킨 효과를 발견했다고 13일 밝혔다.

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

이어 김 대표는 “1993년 미국 스탠포드 의과대학 생화학 연구실에서 연구를 시작하여 지금까지 꾸준히 연구해온 인(燐)중합체(Inorganic polyphosphate)를 사용하여 이탈리아 나폴리의 쎄인지 연구소와 함께 인중합체의 특정 사슬길이와 농도에서 코로나 19 바이러스의 감염기전과 복제능을 동시에 억제하는 사실을 발견했다. 결과를 이미 국내외에 특허 출원했고, 금주내 관계 유수 국제학술지에 기고하겠다”고 발표했다.

이러한 결과는 한국과는 달리 초기부터 빠른 바이러스 감염력(한국의 6배)과 치사율(현재 10-15%)를 가진 이탈리아의 변종 코로나 바이러스 19를 동시에 실험한 결과이기에 그 의미가 크다고 보여진다.

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 이용하여 베로세포(Vero cell)에서 RNA 의존 RNA 중합효소인 RdRp (RNA dependent RNA polymerase)의 전사기능이 억제되어 실제로 바이러스성의 복제(viral replication)가 억제되는 현상을 발견 후, 한국과 다른 변종 Covid19인 이탈리아 로마를 포함한 광범위한 여러 지역의 다수의 확진자들 시료로 이탈리아 쎄인지(CEINGE)연구소와 공동작업으로 최종 확인했다.

완치자 혈청이 약발이 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 월등히 높았다.

김 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 인지하여 감염이 시작된다. 몸안에 들어온 바이러스는 (+) RNA 사슬을 복제기전을 통해 체내에서 새로운 바이러스 입자구조(particle)로 되는 작업을 마친다”고 설명했다.

이어 “이러한 하위유전체 (subgenomic RNA)는 전사(transcription) 와 번역(translation)을 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 전했다.

특히 하임바이오와 이탈리아 쎄인지 연구소의 연구결과는 우선 첫 감염 기전에 필요한 ACE2 단백질을 인중합체가 접합하여 단백질분해효소(proteasome)가 이를 분해하게 함으로써 첫번째 감염을 원천 차단하고, RdRp, N, S,(+) sgN, (+)sgS 등의 바이러스의 복제능에 관여하는 단백질에 전사기능을 원천 차단하여 이 단백질의 생성 자체를 차단한다.

또한 코로나 바이러스가 감염되거나 복제되어 전파하는 것을 막아 준다는 사실을 밝혀 냈다. 이러한 작용이 현재 다시 유행되고 있는 6배의 감염력이 높은 변종 바이러스에도 적용됨을 밝혔다.

이는 이탈리아 와 한국 두나라에 서로 다른 covid19 염기서열 비교연구에서 변종 바이러스는 RdRp나 S 유전자 부분에 돌연변이가 대부분 일어나고 있음을 염기서열에서 확인할 수 있었는데 이 유전자의 변이 부분은 인중합체의 분자적 항 바이러스 작용 기전 부위와는 거리가 먼 분자적 위치임을 인공지능 분자 도킹 모델을 통해 증명했다.

김 대표는 “인중합체가 covid19의 예방뿐 아니라 치료제 역할까지 가능함을 밝혔다. 곧바로 유수 학술지에 발표할 예정이다. 환자수나 희생자 수가 많은 이탈리아에서 임상을 진행하기로 연세대 의대를 포함한 세 기관이 합의했다. 또한 예방제 차원에서 다용도로 사용할 수 있는 ‘뿌리는 스프레이’ 제품 개발은 한국과 유럽에서 동시에 진행될 예정이다. 특히 '케첩의 원조'로 불리는 미국 크래프트 하인즈(Kraft Heinz)에서 개발의지를 밝혀 연구에 속도를 내고 있다”고 밝혔다.

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.