램 유래 분자는 잠복 HIV 균주를 표적으로 합니다.

조지아 주립대학교 연구팀은 잠복 HIV 균주를 표적으로 삼을 수 있는 작고 강력한 분자를 개발했습니다. 그 원천은 바로 라마 DNA의 항체 유전자입니다.

생물학 부교수 지안리앙 쉬(Jianliang Xu)가 이끄는 이 연구는 라마에서 추출한 나노바디를 사용하여 가장 흔한 바이러스인 HIV-1의 여러 변종을 광범위하게 중화합니다. 이 팀의 새로운 연구는 학술지 어드밴스드 사이언스(Advanced Science) 에 게재되었습니다.

조지아 주립대학교 생물학 조교수인 장량 쉬는 "이 바이러스는 우리 면역 체계를 피하는 방법을 찾아냈습니다. 일반 항체는 부피가 커서 바이러스 표면을 찾아 공격하는 데 어려움을 겪습니다. 하지만 이 새로운 항체는 이 과정을 더 쉽게 만들어 줄 수 있습니다."라고 말했습니다.

HIV의 효과적인 치료와 예방을 추구하는 과학자들은 라마와 같은 낙타과 동물을 대상으로 약 15년간 연구해 왔습니다. 이는 라마와 같은 낙타과 동물의 항체 형태와 특성이 HIV 바이러스와 같은 이물질을 식별하고 중화하는 데 더 유연하고 효과적이기 때문입니다.

이 새로운 연구는 나노바디의 성능을 향상시키는 데 광범위하게 적용될 수 있는 방법을 제시합니다. 나노바디는 일반 항체 크기의 약 10분의 1 크기로 설계된 항체 조각입니다. 나노바디는 두 개의 중쇄로 구성된 유연한 Y자형 중쇄 항체로 만들어졌으며, 일반적인 경쇄 항체보다 특정 바이러스에 대한 저항성이 더 뛰어납니다.

나노바디는 무거운 사슬 펩타이드로 구성된 Y자 모양의 유연한 항체로 만들어지며, 특정 바이러스와 싸우는 데 더 효과적일 수 있습니다.

이 연구를 위해 과학자들은 특별히 고안된 단백질로 라마를 면역화시켰고, 이를 통해 중화 나노바디가 생성되었습니다. Jiangliang Xu와 그의 연구팀은 바이러스의 취약한 부위를 표적으로 삼을 수 있는 나노바디를 발견했습니다. 연구진이 짧은 DNA 단편을 반복하는 트리플 탠덤(triple tandem) 방식으로 나노바디를 제작했을 때, 생성된 나노바디는 놀라울 정도로 효과적이었으며, 다양한 HIV-1 균주의 96%를 중화시켰습니다.

추가 분석 결과, 이 나노바디는 HIV 감염의 핵심 요소인 CD4 수용체의 인식을 모방하는 것으로 밝혀졌습니다. 효과를 높이기 위해 나노바디를 광범위 중화 항체(bNAb)와 결합하여 전례 없는 중화 능력을 가진 새로운 항체를 개발했습니다.

"항체 칵테일을 개발하는 대신, 이제 HIV를 중화할 수 있는 단일 분자를 만들 수 있습니다."라고 쉬 지앙량은 말했습니다. "우리는 순환 HIV 균주의 90% 이상을 중화할 수 있는 광범위 중화 나노바디를 개발하고 있으며, 이 나노바디를 약 90% 중화하는 다른 bNAb와 결합하면 거의 100% 중화할 수 있습니다."

쉬 지안리앙은 메릴랜드주 베데스다에 있는 미국 국립보건원(NIH) 백신연구센터에서 이 연구를 시작했으며, 30명 이상의 과학자로 구성된 팀과 협력했습니다. 팀에는 컬럼비아 대학교 생화학 및 분자생물물리학 교수이자 이 연구의 공동 저자인 피터 퀑이 포함되었습니다. 쉬 지안리앙은 2023년 조지아 주립대학교에 부임한 이후 조지아 주립대학교 박사 과정생인 페이튼 찬의 멘토로 활동해 왔습니다. 두 사람은 이러한 잠재적 치료법의 확장을 위해 함께 노력하고 있습니다.

찬 씨는 혁신적인 연구의 전망에 대해 기쁘다고 말했다.

"이 나노바디는 현재까지 가장 우수하고 강력한 중화 항체로, HIV 치료와 항체 연구의 미래에 매우 유망하다고 생각합니다."라고 찬 박사는 말했습니다. "언젠가는 이 나노바디가 HIV 치료에 승인되기를 바랍니다."

장량 쉬에 따르면, 향후의 노력은 라마 나노바디와 기존의 다른 bNAb를 결합하는 데 집중하여 이러한 조합 중 일부가 100% 중화를 달성하고 HIV와의 싸움에서 새로운 치료 옵션을 제공할 수 있는지 확인하는 것입니다.