과학자들은 성공적인 백신 개발을 위해 대장균을 HIV 바이러스의 일부로 변형시켰습니다.

외레브로 대학교 생물학과 부교수인 니콜라이 셰르박은 남아프리카공화국에서 열린 한 학회에 참석하여 HIV 백신 개발 가능성을 높이는 연구 결과를 발표한 후 스웨덴으로 돌아왔습니다. 그는 다른 연구자들과 함께 프로바이오틱스 박테리아인 대장균을 유전자 변형하여 HIV 바이러스의 일부를 포함시켰습니다.

해당 논문은 저널 'Microbial Cell Factories' 에 게재되었습니다.

셰르바크 박사는 "첨단 기술을 사용하여 박테리아의 특정 위치에 DNA 서열을 삽입합니다. HIV 바이러스의 감염성은 없지만 신체가 중화 항체를 생성하도록 하는 부분을 사용합니다."라고 말합니다.

대장균은 사람과 다른 동물의 장에 서식하며, 일부 변종은 다양한 유형의 감염을 유발합니다. 그러나 장내 세균총 개선에 도움이 되는 유익한 변종도 있습니다. 이러한 박테리아 중 하나인 프로바이오틱 대장균 니슬레(Nissle) 균주는 외레브로 연구진이 연구에 사용했습니다.

"저희가 사용하는 박테리아는 독일에서는 건강 보조 식품으로 판매되지만, 제가 아는 한 스웨덴에서는 구할 수 없습니다. 이 보조 식품은 과민성 대장 증후군(IBS)이나 기타 위장 질환이 있는 분들에게 권장됩니다."

HIV는 치명적인 면역결핍 질환인 에이즈를 유발할 수 있는 바이러스로, 치료법은 없습니다. 그러나 HIV 감염인이 증상 없이 살거나 질병을 전파할 위험 없이 살 수 있도록 돕는 HIV 치료제가 있습니다.

"HIV 감염자는 평생 항레트로바이러스제를 복용해야 하며, 그 비용은 모든 사람이 감당하기 어려울 수 있습니다. 연구자들은 수년간 백신 개발을 위해 노력해 왔지만, 안타깝게도 제약 회사들은 이를 우선순위로 삼지 않고 있습니다."라고 셰르바크는 말합니다.

외레브로 대학교에서 개발된 박테리아가 승인된 의약품으로 개발되면 정제 형태로 복용할 수 있습니다. 정제 형태의 백신은 주사해야 하는 백신에 비해 상당한 장점이 있습니다. 정제는 사용하기가 더 쉽고 편리하며, 일부 COVID-19 백신처럼 저온 보관할 필요가 없습니다.

재조합 OmpF-MPER 단백질의 상동성 모델링. E. coli K-12 균주의 OmpF 단백질 삼량체의 상단(A) 및 측면(B) 모습(6wtz.pdb 기반). EcN-MPER에서 예측된 OmpF-MPER 단백질의 상단(C) 및 측면(D). SWISS-MODEL 도구를 사용하여 6wtz.pdb 구조에 대해 수행된 상동성 모델링. MPER 서열의 위치는 녹색으로 표시되어 있습니다. 출처: Microbial Cell Factories (2024). DOI: 10.1186/s12934-024-02347-8

박테리아를 이용하여 백신을 생산하려는 이전의 여러 시도에서, 연구자들은 항생제 내성 유전자를 이용하여 박테리아의 유전자 변형을 유지해 왔습니다. 그러나 이러한 방법은 항생제 내성과 같은 부정적인 결과를 초래할 수 있으며, 이는 전 세계적으로 증가하고 있는 공중 보건 문제입니다. 외레브로 연구진은 CRISPR/Cas9 기술을 이용하여 항생제 내성 유전자 없이도 프로바이오틱스 박테리아에 안정적인 유전자 변형을 구현했습니다.

셰르바크는 유전자 변형 박테리아 사용에 아무런 위험이 없다고 생각합니다. 그러나 이 기술을 인체에 적용하고 백신을 개발하기 위해서는 동물 실험을 포함한 추가 연구가 필요합니다.

"준비하고 윤리적 승인을 받는 데 최소 2년은 걸립니다. 일반적인 상황에서는 약물 개발에 약 10년이 걸립니다."라고 셰르바크는 말합니다.