노블젠(대표이사 김태현)은 성균관대학교 이석찬 교수, 한림대학교 김원근 교수 연구팀과 함께 코로나19와 독감을 동시에 치료할 수 있는 혁신적인 바이러스 치료 물질을 공개했다.
이번에 공개한 바이러스 치료 물질은 바이러스의 핵산을 직접적으로 가수분해하는 독특한 특성을 가진 미니항체(mini-antibody)다.
노블젠은 광범위바이러스치료제를 개발하는 바이오신약 개발기업이다. 최근 코로나19 치료제 개발을 위해 셀트리온헬스케어 대표이사를 지낸 홍승서 박사와 셀트리온 COO를 지낸 김용직 박사가 합류해 기술사업화에 속도를 내고 있다.
10월에는 바이러스치료 기술의 우수성을 인정받아 바이오로직스 매뉴팩처링 2020에서 ‘코리아 바이오프로세싱 엑설런스 어워드(Korea Bioprocessing Excellence Awards)’를 수상했다. 코리아 바이오프로세싱 엑설런스 어워드는 바이오프로세싱 및 세포·유전자 치료 분야의 우수한 전문가·기관·기술에 주어진다.
◇바이러스 핵산가수분해 미니항체, 3D8scFv
이번에 공개한 3D8 scFv은 성균관대학교 이석찬 교수와 아주대학교 권명희 교수 연구팀이 식물 바이러스에 대응하기 위한 연구 과정에서 이를 발견했으며, 이후 노블젠과 함께 산업동물 바이러스와 인체감염 바이러스로 영역을 확장해 연구를 지속하고 있다.
3D8 scFv는 일반 항체 크기의 1/6 수준인 미니항체(single-chain variable fragment, scFv)로 작지만 항체와 동일한 항원인지 능력을 가지며 단백질이 아닌 바이러스의 핵산(DNA,RNA)을 표적으로 한다.
광범위 바이러스 치료물질, 3D8 scFv의 3가지 주요 특징은 ①바이러스 핵산 가수분해 능력, ②세포막 투과 능력, ③장 및 폐 상피세포 투과 능력이다.
3D8 scFv는 바이러스의 핵산(DNA, RNA)을 가수분해하며, 바이러스의 종류와 핵산의 염기서열과 상관없이 작용한다. 3D8 scFv의 핵산 가수분해 활성은 유전형에 상관없이 그 효과가 유지돼 염기서열이 변이된 변종 바이러스나 치료제 내성 바이러스, 신종 바이러스에 빠른 대응이 가능하다.
치료제 개발의 가장 큰 장벽은 세포막 투과 능력이다. 현재 많은 치료제가 첨가제나 보조제를 이용해 이를 해결하고 있는 반면 3D8 scFv는 별도의 보조물질(Drug delivery system, DDS) 없이도 세포 표면의 단백질과 결합해 자연스럽게 세포 내로 침투가 가능하다. 대신 세포막을 통과한 3D8 scFv는 조직 내 세포까지 도달 가능하며, 세포의 핵으로는 들어가지 않는다.
성균관대학교 이석찬 교수는 “이번에 개발된 미니항체는 장 및 폐의 상피세포로 잘 들어가는 특성이 있어 다양한 투여 경로의 의약품으로 개발이 가능하다”고 말했다.
◇트윈데믹(Twindemic) 우려속, 코로나19 · 인플루엔자 동시에 치료한다.
연구진은 신종 코로나 바이러스(SARS-CoV-2)와 다른 두 종류의 코로나 바이러스(hCoV-OC43, PEDV)에 대한 광범위 치료·예방 효능을 보여주었다. 신종 코로나 바이러스(SARS-CoV-2)는 10µM에서 바이러스 유전자 복제를 약 90% 이상 억제했고, 바이러스 생성도 10배 이상 저하시켰다. 또한 인간코로나바이러스(hCoV-OC43)와 돼지유행성설사병바이러스(PEDV)에서도 SARS-CoV-2에서와 같이 3D8 scFv 처리 시 광범위한 치료 효과를 보였다. 관련 연구 결과는 학술논문 사전 공개 사이트 ‘바이오아카이브’(Biorxiv.org)에 발표됐다.
나아가 연구진은 세포주 및 마우스 모델을 이용해 2 종류의 인플루엔자A를 포함해 타미플루 내성 인플루엔자A 바이러스에 대해서도 3D8 scFv가 예방과 치료 효과가 있음을 확인했다. 관련 연구 결과는 곧 국제학술지에 발표될 예정이다.
◇신종바이러스·변종바이러스·치료제 내성 바이러스에 즉각 대응 가능
노블젠은 기존 항바이러스제의 한계를 극복하는 ‘올인원전략(All-in-One Approach)’으로 코로나 바이러스, 인플루엔자바이러스, 타미플루내성인플루엔자A바이러스, 조류독감바이러스, 노로바이러스, 돼지열병바이러스, 가성광견병바이러스, 돼지생식기호흡기증후군바이러스 등에서 3D8 scFv의 항바이러스 효능을 확인했다. 그리고 추가로 3D8 scFv유전자가 도입된 형질전환 쥐와 닭 그리고 돼지를 제작했고, 이 형질전환 동물들을 이용해 여러 바이러스들에 대한 항바이러스 효과도 추가로 검증했다.
노블젠 김태현 대표는 “3D8 scFv는 신종바이러스의 출현, 변종바이러스, 치료제 내성 바이러스에 빠르게 대응이 가능한 게임체인저가 될 것”이라고 설명했다.
노블젠은 COVID19 및 인플루엔자 바이러스 치료제 전임상·임상시험에 필요한 항체의 대량 생산을 위해 공정개발 및 시스템 구축이 진행 중이며, 이후 임상시험을 통해 유효성 및 안전성 입증을 진행할 예정이다.
