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기존 약물 가상 스크리닝해 코로나19 치료 후보물질 찾았다

송고시간2021-07-08 11:30

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국내 연구팀이 기존 약물을 '가상 스크리닝'(virtual screening)해 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 치료제 후보물질을 찾아냈다.

한국과학기술원(KAIST)은 이상엽 특훈교수와 한국파스퇴르연구소 김승택 박사 공동 연구팀이 약물 가상 스크리닝 기술을 이용한 약물 재창출을 통해 코로나19 치료제를 개발했다고 8일 밝혔다.

신약 개발에 걸리는 시간을 줄일 수 있어 코로나19와 같은 세계적 대유행 상황에 적합한 전략으로 주목받고 있다.

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KAIST·파스퇴르연구소 "오미팔리십, 렘데시비르보다 항바이러스 활성 200배"

약물 가상 스크리닝 기술 모식도
약물 가상 스크리닝 기술 모식도

[KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 국내 연구팀이 기존 약물을 '가상 스크리닝'(virtual screening)해 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 치료제 후보물질을 찾아냈다.

한국과학기술원(KAIST)은 이상엽 특훈교수와 한국파스퇴르연구소 김승택 박사 공동 연구팀이 약물 가상 스크리닝 기술을 이용한 약물 재창출을 통해 코로나19 치료제를 개발했다고 8일 밝혔다.

약물 재창출은 이미 안전성이 검증된 미국 식품의약국(FDA) 승인 약물이나 임상 진행 중인 약물을 대상으로 새로운 적응증을 찾는 방식이다. 대표적인 예로 에볼라 치료제로 개발 중이던 렘데시비르(상품명 베클러리)가 코로나19 치료제로 승인받은 사례가 있다.

신약 개발에 걸리는 시간을 줄일 수 있어 코로나19와 같은 세계적 대유행 상황에 적합한 전략으로 주목받고 있다.

현재 코로나19 치료제로 FDA 승인을 받은 렘데시비르가 쓰이고 있지만, 사망률은 줄이지 못하고 회복 기간을 5일 정도 단축하는 등 치료 효과가 기대에 미치지 못하는 것으로 알려졌다.

연구팀은 자체 구축한 6천218종의 약물 가상 라이브러리를 대상으로 가능성이 있는 약물만 신속하게 선별할 수 있는 컴퓨터 기반 가상 스크리닝 기술을 적용, 시간과 비용을 줄였다.

바이러스 치료제로 사용되는 핵산 유사체를 바탕으로 한 전구약물 구조를 자동으로 생성하는 알고리즘을 개발, 기존 가상 스크리닝 기술에서 나타나는 가짜 양성(위양성) 문제를 해결해 정확도를 획기적으로 높였다.

이어 가상 스크리닝 플랫폼을 통해 코로나19 바이러스의 복제와 증식에 필수적인 역할을 하는 단백질 가수분해 효소와 RNA 중합효소를 저해할 수 있는 후보 화합물 38종을 선별했다.

연구팀은 최종적으로 원숭이 신장 세포와 인간 폐 세포 검증 등 세포 실험을 통해 최종 3종의 약물에서 항바이러스 활성을 확인했다.

후보 약물로는 암과 특발성 폐섬유증에 대해 임상이 진행 중인 '오미팔리십'(omipalisib), 암·조로증 임상이 진행 중인 '티피파닙'(tipifarnib), 식물 추출물로서 항암제로 임상이 진행 중인 '에모딘'(emodin)이 있다.

특히 오미팔리십은 렘데시비르보다 항바이러스 활성이 약 200배 이상 높은 것으로 확인됐다.

다만 오미팔리십을 바이러스 감염 동물 모델에 적용해 전임상시험 평가를 한 결과 약물 독성이 나타나 추가 시험이 필요하다고 연구팀은 전했다.

이상엽 교수는 "예측 성능이 우수한 약물 가상 스크리닝 플랫폼을 구축했다"며 "약물 독성을 최소화하면서도 치료 유효성을 보일 수 있는 최적의 약물 농도를 찾기 위한 추가 전임상시험을 추진할 계획"이라고 말했다.

KAIST 이상엽 교수
KAIST 이상엽 교수

[KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지] photo@yna.co.kr

이번 연구 결과는 국제 학술지 '미국 국립과학원회보'(PNAS) 전날 자 온라인판에 실렸다.

jyoung@yna.co.kr

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