한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)이 속한 공동연구진이 코로나19 치료제 후보물질 발굴에 성공했다.
KAIST는 이상엽 생명화학공학과 특훈교수와 김승택 한국파스퇴르연구소 연구원 공동연구팀이 약물 가상 스크리닝 기술을 이용해 이 같은 성과를 냈다고 8일 밝혔다.
연구팀은 가상 스크리닝으로 약물을 재창출하는 전략을 취했다. 이미 검증된 FDA 승인 약물, 임상 중인 약물에서 새로운 적응증을 찾는 방식으로, 빠른 속도가 장점이다. 6218종 약물 가상 라이브러리를 구축해 활용했다.
연구팀은 구조 유사도 분석 모듈과 상호작용 유사도 분석 모듈을 기존에 쓰이던 '도킹 시뮬레이션' 전후에 도입, 가상 스크리닝 정확도를 높였다.
또 바이러스 치료제로 주로 사용되는 핵산 유사체 기반 전구약물의 활성형 구조를 자동으로 생성하는 알고리즘을 개발했다. 전구약물은 활성형 구조로 변환돼야 약효를 낸다. 알고리즘으로 이를 자동화 해 시뮬레이션 정확도를 향상시킬 수 있었다.
연구팀은 사스-코로나바이러스-2(SARS-CoV-2) 복제·증식에 필요한 단백질 가수분해 효소, RNA 중합효소 저해 후보 화합물 총 38종을 선별했다. 한국파스퇴르연구소 생물안전 3등급 실험실에서 약효를 검증했다.
바이러스 감염 원숭이 신장세포를 이용한 시험관 내 실험 결과, 38종 약물 중 7종 약물에서 항바이러스 활성이 확인됐다. 다시 인간 폐 세포 추가 검증으로 후보를 오미팔리십, 티피파닙, 에모딘으로 줄였다. 오미팔리십은 코로나19 표준 치료제인 렘데시비르 대비 항바이러스 활성이 약 200배 이상 높은 것으로 확인됐다. 티피파닙은 렘데시비르와 유사한 수준이었다.
연구진은 이들에 대한 전임상시험을 계획중이다. 일부 약물은 독성이 나타났는데, 독성 최소화, 치료 유효 농도 도달을 모두 만족하기 위한 추가 전임상시험을 진행할 예정이다.
이상엽 특훈교수는 “이번 연구로 신종 바이러스 출현 시 신속하게 대응할 수 있는 기반 기술을 마련했다”며 “향후 코로나바이러스 계열 유사 바이러스나 신종 바이러스 출현 시에도 적용할 수 있는 기술을 개발하고자 한다”고 밝혔다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
