최근 코로나19 델타 변이 바이러스가 세계적 문제로 떠오른 가운데 국내 바이오 기업, 연세대 의대, 이탈리아 연구소가 코로나19 변이 바이러스를 예방·치료할 수 있는 물질을 공동 발견했다.

바이오 전문 기업인 하임바이오(Haim Bio) 대표이사 김홍렬 박사, 이탈리아 나폴리의 쎄인지 연구소 마시모 졸로(Massimo Zollo) 박사는 ‘긴 사슬의 인중합체가 SARS-CoV-2(코로나19) 감염과 그 복제 기능을 저지해 바이러스의 예방과 확산을 원천적으로 저지함’이라는 제목의 논문을 사이언스 자매지인 국제 과학 논문 색인급(SCI) 전문 학술지 ‘사이언스 시그널링(Science Signaling)’에 공식 게재했다고 6일 밝혔다.

이날 자 사이언스 시그날링에 출판이 확정된 논문에는 쎄인지 연구소 졸로 박사, 김홍렬 박사, 연세대 의대 정재호 박사 등 국내외 과학자 35명이 참여했다.

김홍렬 박사는 사이언스 시그날링 논문에 대해 “인(燐) 중합체(Inorganic Polyphosphate)의 코로나 바이러스에 대한 예방 기능의 실험적 증거를 ‘긴사슬의 인 중합체에 코로나19 감염과 복제에 대한 예방과 치료에 대한 기작(Long-chain polyphosphates impair SARS-CoV-2 infection and replication)’ 주제로 자세히 소개하고 있다”며 “인 중합체가 코로나19 바이러스의 인간 세포를 인지를 차단하면서, 항바이러스로 작용하는 것을 실험으로 증명했다”고 설명했다.

이어 “인 중합체와 ACE2(angiotensin-converting enzyme 2, 인체 생성 물질로 코로나19 바이러스가 세포 내로 들어가기 위해 쓰는 유도 측쇄 인지 효소), RdRp(RNA dependent RNA polymerase, RNA 복제를 위한 주 효소)의 분자 도킹 연구로, 두 물질의 특별한 부위에 인 중합체가 접합함을 증명해 두 물질의 작동을 막는다”고 덧붙였다.

특히 이런 기전은 한국·이탈리아와 영국발 알파 변이체에도 적용되는 것을 밝혀, 인 중합체의 복제 기능·감염 기능을 막는 타깃 부분이 꾸준히 변이를 주도하는 부위와는 다른 부위이기 때문에 베타, 감마, 델타 변이체에도 이를 동일하게 적용할 수 있는 가능성을 보여줬다.

김 박사는 “RdRp는 RNA 바이러스 복제에 필수 불가결한 효소로, 이 효소에 대한 저해 기능이 좀 더 연구되면 RNA 바이러스 전체의 통합된 저해 기능이 해결될 수도 있다”고 설명했다.

김홍렬 박사는 박사 논문으로 DNA의 복제 기능을 오랫동안 연구해 왔다. 미국 스탠퍼드대 박사 후 연수 과정 당시 이 분야 최초 노벨상 수상자인 콘버그 박사 제자로 수학한 경험으로 바탕, 코로나19 바이러스의 복제 기능에 대한 관심을 두게 됐다.

김 박사는 “이외에도 코로나19의 복제 기전이 내성 항암제의 작용 기전과 비슷하다는 점을 발견하고, 혹시나 하는 마음에 하임바이오가 개발하는 PMCA 관련 5개 후보 물질 가운데 2개의 PMCA inhibitor를 졸로 박사에게 보내 인 중합체 외에 추가로 실험한 것이 개발 계기가 됐다”고 설명했다.

김 박사는 erythrocyte PMCA(적혈구에 있는 막 단백질)가 인 중합체를 생산해 혈소판에 공급할 수 있다고 판단, 세포 내 칼슘 밸런스 변화로 일어나는 항암제 내성 기작과 코로나19의 복제 기능 간 관계를 연구했다. 이를 통해 아직 알려지지 않은 기작을 가설로 인 중합체와 함께 항 코로나19 바이러스 실험을 디자인, 증명을 시도했다. 이번 연구는 하임바이오를 통해 내성암에 대한 항암제 보조제 개발과 함께 꾸준히 진행될 예정이다.

한편 하임바이오는 인 중합체 용액을 코에 뿌리는 분사기 형태의 기구로 코로나19에 감염된 인간 코 상피세포에서 바이러스를 현저하게 사멸시켰으며, 감염이 안 된 상피세포의 분무 후 감염 정도가 거의 완벽하게 차단되는 것을 연구로 확인했다.

특히 감염 뒤 발생할 수 있는 면역 계통 이상 발현 사이토카인 폭풍(Cytokine storm) 현상을 크게 낮춰 면역 이상으로 올 수 있는 여러 신체적 문제를 해결해 간편한 나잘 스프레이(Nasal spray, 코에 뿌리는 스프레이) 형태로, 코로나19를 치료·예방할 가능성도 시사했다.

김홍렬 박사는 “이탈리아에 코로나19 감염 속도와 사망자 수가 기하급수적으로 늘어나던 상황임에도 졸로 교수는 매우 체계적, 과학적이며 깊이 있는 분자 생물학적 실험을 진행했다”며 “30여년간 연구한 인 중합체 연구를 다각도로 정리해 실험 결과와 함께 연세대 정재호 교수, 졸로 박사를 포함해 국내 및 국제 특허를 먼저 출원하게 됐다”고 말했다.

두 특허는 하임바이오에 선택적으로 기술을 이전하기로 합의했다. 두 특허는 특허법인에서 각각 160억원의 가치 검증을 마쳤으며, 6개월에 걸친 밸류 검증으로 객관적 검증을 거쳐 총 320억원의 밸류로 개발을 준비하고 있다. 김 박사는 “정부 기관과 관련 바이오 업체에서 요청이 오면 언제든지 협업을 통해 공동 개발할 용의가 있다”고 말했다.

김사랑 기자  kimsarang0420

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