설명: 코로나바이러스가 어떻게 공격하는지 단계별로
COVID-19를 유발하는 것은 여전히 '신규' 코로나바이러스이지만, 떠오르는 그림은 연구원들에게 이를 표적으로 삼는 방법에 대한 단서를 제공했습니다. 구조, 감염 방법 및 과학자들이 차단하려는 행동 살펴보기
스파이크 단백질 분자가 강조된 SARS-CoV2의 표면. (출처: 막스 플랑크 연구소) COVID-19 질병에 대한 치료법을 찾기 위해 연구자들은 질병을 유발하는 신종 코로나바이러스(SARS-CoV2)의 특정 행동을 표적으로 삼고 있습니다. 바이러스 자체는 아직 연구 중이지만 치료법을 찾는 것은 바이러스가 인간을 감염시키는 방식에 대해 지금까지 알려진 것을 기반으로 합니다.
그렇다면 코로나바이러스는 어떻게 사람을 감염시키는가?
코로나바이러스에 이름을 붙인 스파이크로 시작됩니다. 코로나바이러스는 지방성 외층(봉투)으로 둘러싸여 있으며 이 층의 표면에는 단백질로 이루어진 스파이크의 코로나(크라운)가 있습니다.
인간 세포의 표면에는 SARS-CoV2가 공격을 시작할 수 있도록 하는 수용체 역할을 하는 ACE2라는 효소가 있습니다. 바이러스의 스파이크 단백질은 수용체에 결합한 다음 세포 표면과 융합하여 유전 물질(SARS-CoV2의 경우 RNA)을 세포 내로 방출합니다. SARS-CoV라고 불리는 SARS를 유발하는 코로나바이러스는 동일한 ACE2 수용체를 사용하여 세포를 침범합니다.
내부에 들어가면 바이러스는 세포의 분자 메커니즘을 사용하여 스스로 복제합니다. 이 모든 단계는 바이러스 단백질과 인간 단백질 사이의 다양한 상호 작용을 포함합니다. 개발 중이거나 연구 중인 모든 치료법은 한 단계 또는 다른 단계에서 이러한 활동을 억제하는 것으로 보입니다.
어떤 치료가 구체적으로 어떤 활동을 억제하려고 합니까?
인도를 포함하는 세계보건기구(WHO) 이니셔티브인 연대 실험은 기존 약물을 사용하는 4가지 치료법을 조사하고 있습니다. 이와 별도로 다양한 연구기관에서 이 지식이 기존 약물의 용도 변경이나 신약 개발로 이어지길 바라는 마음에서 바이러스의 기능을 연구하고 있다.
연대 실험은 바이러스 활동을 억제할 수 있는지 알아내기 위해 노력하고 있습니다.
접수 단계에서: 이것은 항말라리아제인 클로로퀸과 하이드록시클로로퀸 . 희망의 일부는 SARS 바이러스에 대한 클로로퀸의 역할을 연구한 Virology Journal의 2005년 연구에서 비롯되었습니다. 그것은 클로로퀸이 ACE2 수용체에 바이러스가 스스로 부착하는 능력을 막는다는 것을 발견했습니다. 그러나 클로로퀸은 심각한 부작용을 일으키기 때문에 독성이 덜한 유도체인 하이드록시클로로퀸과의 조합으로 현재 실험이 진행되고 있습니다.
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SARS-CoV2에 대한 이 두 약물의 효과는 전 세계적으로 여전히 연구되고 있습니다.
세포 진입 단계에서: 클로로퀸-하이드록시클로로퀸 조합이 다시 작동합니다. 많은 바이러스가 세포 표면의 막 내의 구획을 산성화한 다음 막 자체를 뚫음으로써 세포에 들어갑니다. 클로로퀸과 하이드록시클로로퀸이 구획에 들어가면 산성도의 일부를 잃습니다. 시험의 목적은 이 단계에서 바이러스를 억제하는 것입니다.
복제 단계에서: 많은 실험에서 바이러스가 효소를 사용하여 단백질을 분해하여 일련의 새로운 바이러스를 만드는 주요 단계에서 복제를 방해하는 방법을 찾고 있습니다. 예를 들어 로피나비르라는 약물은 HIV가 단백질을 분해하는 데 사용하는 효소를 억제하는 것으로 알려져 있지만 로피나비르 자체가 인체에서 분해되는 경향이 있기 때문에 리토나비르와 함께 사용하여 더 오래 사용할 수 있습니다. 한 세트의 Solidarity 시험은 항HIV 약물의 조합을 살펴보고 있고, 다른 한 세트는 체내 염증을 조절하는 분자인 인터페론-베타와 조합된 로피나비르-리토나비르를 조사하고 있습니다.
내부에 들어가면 바이러스는 세포의 분자 메커니즘을 사용하여 스스로 복제합니다. (AP사진) 원래 에볼라 바이러스와 싸우기 위해 만들어진 약물 렘데시비르에 대한 솔리다리티 시험은 복제를 촉진하는 핵심 효소의 작용을 표적으로 하여 새로운 코로나바이러스를 억제하려고 할 것입니다. 이전 연구에서는 SARS 및 MERS 코로나바이러스에 감염된 동물에서 효과가 있는 것으로 나타났습니다. 올해 Cell Research에 발표된 한 연구에서는 클로로퀸과 렘데시비르의 조합이 배양된 세포에서 SARS-CoV2의 복제를 방해할 수 있다고 보고했습니다.
다른 연구에서는 무엇을 보고 있습니까?
일부 연구는 바이러스의 구조를 살펴보고 있고 다른 연구는 미래 약물의 잠재적 표적으로서 바이러스의 행동을 조사하고 있습니다. 예를 들어:
구조: 독일 막스 플랑크 연구소의 연구원들은 스파이크 단백질이 바이러스의 가장 날카로운 무기일 뿐만 아니라 아킬레스건이라는 사실을 확인했습니다. 항체는 스파이크 단백질을 인식하고 결합하여 면역 세포의 표적으로 표시할 수 있습니다. 그러나 이 바이러스는 또한 면역 세포로부터 스파이크 단백질의 일부를 숨기는 설탕 코트를 가지고 있습니다.
이에 연구진은 당막을 분석해 스파이크 단백질이 바이러스 표면에서 어떻게 움직이는지, 모양이 어떻게 변하는지 계산하려 하고 있다. 연구진은 슈퍼컴퓨터를 이용해 항체의 결합 부위를 규명하고 이를 기존 약물의 결합 특성과 비교하여 스파이크 단백질을 차단할 수 있는 성분을 규명할 계획이다. 막스 플랑크 생물 물리학 연구소(Max Planck Institute of Biophysics) 소장인 게르하르트 허머(Gerhard Hummer)는 '물론 이미 시장에 나와 있는 약물의 용도를 변경하는 것이 새로운 활성 성분을 찾아 장기간의 임상 시험에서 테스트하는 것보다 훨씬 빠릅니다.
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일부 연구에서는 바이러스의 구조를 살펴보고 있고 다른 연구에서는 미래 약물의 잠재적 표적으로서 바이러스의 행동을 조사하고 있습니다. 행동: 지난 주 임상 의학 저널(Journal of Clinical Medicine)에 실린 연구에서 볼로냐 대학과 카탄자로 대학(이탈리아)의 연구원들은 바이러스 단백질과 인간 단백질 간의 상호 작용을 매핑했습니다. 바이러스가 공격할 때 신체는 특정 단백질을 활성화하고 다른 단백질을 비활성화하여 이를 방해함으로써 반응합니다. 동시에 신체에는 바이러스가 악용하는 다른 메커니즘이 있습니다. 이것은 연구원들이 매핑하여 특정 단백질을 식별한 것입니다.
논문의 주저자인 볼로냐 대학의 페데리코 M 조르지(Federico M Giorgi) 교수는 '신종 코로나바이러스가 인간 세포의 단백질에 미치는 영향에 대한 이 귀중한 정보는 일반적인 항바이러스 치료법이 성공적이지 못한 것으로 보이기 때문에 약물 치료법 개발 방향을 바꾸는 데 근본적인 역할을 할 수 있다'고 말했다. 진술.
연대 실험 외에도 특정 약물에 대한 연구가 있습니까?
제보가 수시로 나오고 있습니다. 지난 주 네이처에서 ShanghaiTech 대학의 연구원들이 이끄는 국제 협력은 10,000개 이상의 화합물을 테스트한 후 확인된 6개의 가능한 약물 후보를 보고했습니다. 이 프로젝트는 바이러스 복제를 매개하는 핵심 역할을 하는 SARS-CoV2의 주요 단백질 분할 효소인 Mpro를 표적으로 삼았습니다. 연구원들은 효소 또는 바이러스를 성장시키는 세포 배양물에 약물을 직접 첨가하여 효소를 멈추는 데 필요한 각 화합물의 양을 평가했습니다. 6가지 약물이 효과적인 것으로 나타났습니다.
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