http://www.ksiec.or.kr
72 공업화학 전망, 제24권 제4호, 2021
한국과학기술원(KAIST): 독감 항원 운반 단백질(세균성 단백질)로 만들어진 나노 입자를 통해 백신 보조제의 필요성 감소
범용 독감 백신의 플랫폼 기술 개발
매년마다 접종하는 독감 백신은 바이러스 표면의 분자 또는 항원을 사용하여 면역 반응을 유도한다. 그 러나 항원 자체로는 적절한 반응을 일으키기에 충분하지 않을 수 있으므로 보조제를 추가해야 한다. 예컨 대 상업용 인플루엔자 백신의 경우, 면역 반응(백신의 효과)을 높이기 위해 보조제 및 보조제를 첨가하며, 이러한 보조제는 일반적으로 경미한 부작용만 일으키지만 드물게 염증 및 알레르기 반응과 같은 심각한 부 작용을 유발할 수 있다.
최근 한국과학기술원(KAIST) 연구팀은 변형 박테리아 단백질을 사용하는 독감 백신이 보조제 없이도 강 력한 면역반응을 자극할 수 있다고 보고했다. 구체적으로, 연구팀은 독감 바이러스가 면역 체계를 어떻게 자극하는지 더 잘 모방하기 위해 연구팀은 표면에 항원이 부착된 나노 입자를 만들었다. 이러한 표면에 항 원이 부착된 나노입자를 기반한 백신은 다른 독감 바이러스에 감염된 개체의 생존율을 높임으로써 유통 중 인 바이러스 균주와 일치시키기 위해 매년 재구성할 필요가 없는 범용 독감백신의 제로를 위한 단백질의 사용가능성을 열어준다. 본 연구를 위해 KAIST의 전상용 교수는 “새로운 항원 전달 매개체 역할을 할 수 있는 자기 조립 단백질 나노 아키텍처를 위해 병원성 박테리아를 검색했다”고 했다(ACS Nano 2021, DOI: 10.1021/acsnano.1c04078).
이전 KAIST의 송지준 교수 연구팀은 브 루셀라 박테리아에서 추출한 외막 단백질 인 BP26이 16개의 단백질 단위로 구성된 통 모 양의 나노 구조로 자기 조립할 수 있고, 이 단백질은 또한 생쥐의 강력한 면역 반응을 자극하는 것으로 밝혀졌다(J. Mol. Biol. 2013, DOI: 10.1016/j.jmb.2013.01.015).
이전 연구를 바탕으로 전 교수와 송 교수 연구팀은 BP26 단백질 단위를 선택 항원인 M2e라는 독감 바이러스 단백질에 연결, 표 면에 M2e가있는 나노 배럴 구조로 조립돼 있는 유닛을 제작했다. M2e는 대부분의 독
감 바이러스 유형에 존재하며 보존되어 있고, 돌연변이가 많지 않아 잠재적인 범용 독감 백신에 사용할 가 능성이 높다. 연구팀은 3회 용량의 나노 배럴 입자로 마우스를 면역화하고 나중에 H1N1 인플루엔자 A 균 주로 동물을 감염시켰다. 마우스는 90%의 생존율을 보인 반면, H1N1에 감염된 면역되지 않은 마우스는 모두 사망했다. 또한, 연구팀은 2009년 유행병을 일으킨 다른 A형 인플루엔자 A (H1N1pdm09)에 대해 백 신 후보 테스트 시, 면역화된 생쥐는 75%의 생존율을 보인 반면 백신을 접종하지 않은 모든 대조군 생쥐 들은 사망했다.
독감 바이러스를 연구하고 연구에 참여하지 않은 VIB-UGent 의료생명공학센터의 Xavier Saelens 박사 는 독감 바이러스의 보존된 영역을 사용, 면역 반응을 이끌어 내려고 할 때 보조제가 필요하다고 말한다.
Saelens 박사는 “나노 케이지를 사용한 접근법은 매우 작은 VLP[바이러스 유사 입자: Virus like particle]
Figure. 브루셀라 박테리아의 BP26 단백질(녹색)은 8개의 M2e 인 플루엔자 바이러스 단백질(빨간색) 시퀀스로 구성된 항원으로 변형 된다. 16 개의 변형 단백질이 백신에 사용될 수있는 나노 배럴 구조 오른쪽)로 자기조립(Credit: ACS Nano).
KIC News, Volume 24, No. 4, 2021
KIC News, Volume 24, No. 4, 2021 73 를 사용하기 때문에 새롭다.”며, “대장균(Escherichia coli)에서 나노입자를 생산할 수 있으므로 백신 생산 비용이 매우 저렴하다.”고 했다.
연구성과는 미국화학회 출판 그룹의 ACS Nano 온라인판에 게재되었다(ACS Nano 2021, DOI: 10.
1021/acsnano.1c04078).
출처: 2021. 6. 28. Chemical & Engineering News (https://cen.acs.org/pharmaceuticals/vaccines/Bacterial-protein-e liminate-need-adjuvants/99/web/2021/06)
작성: 손 희 상 (광운대학교)