최종편집일2024.04.25 (목)
결핵에 효과적인 약물을 선별할 새로운 기법과 스크리닝 플랫폼(어떤 약물이 결핵균에 효과가 있는지 정확하게 선별하는 기법)을 마련했다.
이를 통해 기존 약물로 효과를 보기 어렵던 결핵균(다제내성 결핵균, 광범위약제내성결핵균)에 대응할 수 있는 신약후보물질[10-DEBC: 10-4'-(N,N-diethylamino)butyl-2-chlorophenoxazine hydrochloride]도 발굴해 학계에 발표해 관심이 높아지고 있다.
질병관리본부(본부장 정은경) 국립보건연구원(원장 직무대리 박현영) 김정현 보건연구관팀은 ‘전분화능줄기세포’(우리 몸을 이루는 모든 세포로 분화가 가능한 줄기세포주. 대표적으로 역분화줄기세포, 배아줄기세포, 체세포복제 배아줄기세포 등)를 활용해 마크로파지를 대량으로 생산하는 기술개발에 성공했다.
◆인간 마크로파지 세포 대량 생산 기술 개발
연구관팀은 지난 2년간 국립보건연구원 창의도전과제를 통해, ‘전분화능줄기세포’를 분화시켜 인간 마크로파지 세포를 대량 생산하는 기술을 개발했다.
또 제작된 마크로파지가 사람에게서 직접 채취한 마크로파지와 매우 유사하다는 것을 입증했다.
연구관팀은 결핵균이 인간 마크로파지 내에 잠복하여 약물을 회피하는 성질에 착안해 인간 마크로파지에 감염된 결핵균을 제거하는 결핵약물 스크리닝 기술도 고안했다.
줄기세포 유래 마크로파지에 결핵균을 감염시킨 후 활성 화합물과 기존약물로 구성된 3,716개 화합물 라이브러리(신약재창출을 위해 알려진 활성화합물과 기존약물 3,716개로 재조합된 패널)를 처리해 마크로파지 세포에는 독성이 없으면서 숨어있는 결핵균만 선택적으로 저해하는 항결핵 신약후보물질 6건을 발굴했다.
이후 한국 파스퇴르 연구소와 협력, 연구해 신약후보물질 (10-DEBC)이 광범위 약제내성 결핵균[Extensively drug-resistant tuberculosis) 항결핵 약제인 이소니아지드와 리팜핀은 물론 한 가지 이상의 퀴놀론계 약제와 3가지 주사제중 한 가지 이상의 약제에 내성을 갖는 결핵]에도 탁월한 효과가 있음을 확인했다.
(그림)전분화능줄기세포 유래 마크로파지를 활용한 결핵약물 스크리닝 플랫폼 기술 모식도
연구관팀은 10-DEBC가 줄기세포로 제작된 마크로파지에 감염된 결핵뿐 아니라 인체 유래 마크로파지에 감염된 결핵균에도 효과가 있음은 물론 선별된 약물의 효능을 입증해 스크리닝 플랫폼의 정확성도 확인했다.
이번 연구는 국제 저명 저널인 셀(Cell) 자매지 스템 셀 리포트(Stem Cell Report)에 게재됐다.
◆지난 50년간 약물 3개만 개발
이번 연구결과에 관심이 높아지는 이유는 결핵은 발생률과 사망률이 매우 높은 감염병으로, 다제내성균이 지속적으로 발생함에 따라 새로운 치료제 개발이 시급함에도 지난 50년간 겨우 3개(bedaquiline, Linezolid, Pretomanid :미국 식품의약품안전청) 약물만 개발됐기 때문이다.
또 그간 ‘생쥐의 암세포’나 급성 백혈병환자에서 유래된 ‘단핵세포’로 약물 개발을 시도해 치료약 발굴 성공률이 매우 낮은 상황이었다.
국립보건연구원 김성곤 생명의과학센터장은 “이번 연구는 줄기세포를 이용해 새로운 결핵 약물 스크리닝 기술을 제시하고 실제로 인체유래 세포에 효능이 있는 항결핵 물질을 발굴한 것에 큰 의미가 있다”며, “이번에 개발된 약물 스크리닝 플랫폼은 결핵뿐 아니라 마크로파지의 살균작용을 회피하는 다양한 미제 감염원 약물개발에도 활용될 수 있을 것으로 예상한다”고 밝혔다.
또 “줄기세포 유래 인간 마크로파지세포 대량생산기술은 특허협력조약(PCT) 국제 출원되어 국내 특허등록이 결정(10월 30일)됐으며, 국가기술로 승계되어 다양한 연구 분야에 활용될 수 있도록 할 예정이다”며, “발굴된 결핵신약후보물질은 동물실험 등을 통해 임상적 유용성을 검증하는 연구가 진행 중이며, 앞으로 임상 적용 등을 위해서는 후속연구도 필요하다”고 덧붙였다.
한편 스크리닝 플랫폼은 어떤 약물이 결핵균에 효과가 있는지 정확하게 선별하는 기법이다.
다제내성결핵(Multidrug-resistant tuberculosis)은 결핵치료에서 가장 중요한 항결핵약제인 이소니아지드와 리팜핀에 내성을 보이는 결핵균에 의하여 발병한 결핵이다.
마크로파지 내 증식하는 미제 감염원병은 브루셀라증, 클라미디아 호흡기 감염증, 큐열, 살모넬라 감염증, 후천성면역결핍증, 인플루엔자바이러스 감염증(독감) 등이 있다.
[메디컬월드뉴스]
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