요약
- 연구자들은 TEMPOL이라는 약물이 SARS-CoV-2 바이러스가 자가 복제하는 데 필요한 핵심 효소를 차단할 수 있음을 발견했습니다.
- 이 약물이 사람에서 심각한 COVID-19 감염을 예방할 수 있는지 여부를 확인하기 위한 추가 연구가 필요합니다.
전 세계 국가들은 현재 COVID-19를 유발하는 SARS-CoV-2에 대해 인구를 신속하게 백신 접종하고 있습니다. 하지만 새로운 감염은 여전히 매일 발생하고 있습니다. 병원 입원과 사망을 줄이고 바이러스 확산을 예방하기 위해서는 더 나은 치료 방법이 필요합니다.
SARS-CoV-2의 전체 게놈은 2020년 1월부터 과학자들에게 제공되었습니다. 연구자들은 또한 고급 현미경 기술을 사용하여 바이러스 단백질의 3D 구조를 상세하게 매핑했습니다. 이러한 정보는 과학자들이 COVID-19 치료를 위한 새로운 약물을 검색할 수 있도록 하며, 이 새로운 약물들은 코로나바이러스의 구조와 기능에 특별히 타겟을 설정해야 합니다.
새로운 연구에서, 미국 유니스 케네디 슈라이버 아동 건강 및 인간 발달 연구소(NICHD)의 트레이시 루올트 박사가 이끄는 연구팀은 SARS-CoV-2가 생성하는 효소를 타겟으로 하는 새로운 방법을 찾고자 하였습니다. 이 효소는 RNA 의존 RNA 중합효소(RdRp)라고 불립니다.
SARS-CoV-2는 인체 세포로 침입한 후에 유전 물질을 복제하기 위해 RdRp가 필요합니다. RdRp 효소를 차단하는 것은 잠재적으로 바이러스 복제를 멈추고 질병 진행을 예방할 수 있습니다. 연구 결과는 2021년 6월 3일 Science 저널에 발표되었습니다.
이전 SARS-CoV-2 RdRp 구조에 대한 연구는 이 효소가 작동하기 위해 아연이 필요하다고 제안했습니다. 그러나 더 안정성이 떨어지는 철과 황(Fe-S)의 클러스터가 같은 구조적 역할을 할 수 있습니다. 팀은 RdRp의 서열을 분석하여 그러한 Fe-S 클러스터를 위해 두 개의 잠재적 부위를 확인했습니다. 이후 이들은 철과 황이 이러한 부위에서 단백질이 최적의 기능을 하도록 필요하다는 것을 보여주었습니다. 연구자들이 RdRp에서 Fe-S 클러스터를 제거했을 때, 이 효소의 바이러스의 유전 물질을 복제하는 능력이 저하되었습니다.
Fe-S 클러스터는 취약하기 때문에, 연구자들은 이들이 약물에 의해 분해될 수 있는지를 테스트했습니다. 팀은 Fe-S 클러스터를 분해할 수 있는 TEMPOL이라는 약물에 주목했습니다. TEMPOL은 이전에 다른 용도로 사람들에게 시험되었으며 심각한 부작용이 없는 것으로 보입니다.
연구자들은 TEMPOL이 인체 세포에서 RdRp를 억제한다는 것을 발견했습니다. 다음으로, 그들은 세포를 SARS-CoV-2로 감염시키고 TEMPOL을 투여했습니다. 이 약물은 바이러스의 복제를 차단했습니다. 이 억제 작용은 TEMPOL이 다른 질병에서 동물 연구로부터 보여준 바와 같이 경구 투여 후 폐 및 침샘과 같은 조직에서 도달할 수 있는 용량에서 나타났습니다.
“TEMPOL의 안전성 프로파일과 본 연구에서 고려된 용량을 감안할 때, 우리는 희망을 가지고 있습니다,”라고 루올트는 말했습니다. “하지만 이 약물이 환자에게 효과적인지를 확인하기 위해서는 임상 연구가 필요합니다. 특히 바이러스가 복제를 시작할 때 질병 초기에 대한 연구가 중요합니다.”
연구팀은 TEMPOL을 사용한 추가 동물 연구를 계획하고 있으며, COVID-19에 대한 임상 연구에서 TEMPOL을 평가할 기회를 찾고 있습니다.
