과학자들이 블랙 위도우 독소를 무력화할 수 있는 인간 항체를 만듭니다.

북미와 남미에는 검은색, 붉은색, 갈색 과부거미, 호주산 붉은등거미, 그리고 남아프리카에서 발견되는 여러 종의 단추거미 등 다양한 과부거미 종이 있습니다. 유럽에서는 검은과부거미(Latrodectus tredecimguttatus)가 지중해 지역에서 발견되지만, 최근 기후 변화로 인해 이 거미들의 서식지가 확대되기 시작했습니다.

과부거미에 물리면 과부거미 독인 알파-라트로톡신이 신경계를 공격하여 심한 통증, 고혈압, 두통, 메스꺼움 등의 증상을 유발하는 과부거미독(latrodectism)을 유발할 수 있습니다. 검은과부거미에 물린 경우 말에서 추출한 항체로 치료할 수 있지만, 환자의 치료 안전성을 높이기 위해 독일 연구진은 완전 인간 항체를 개발하기로 결정했습니다.

브라운슈바이크 공과대학교 생물학자이자 면역학 저널 Frontiers in Immunology 에 게재된 이 연구의 수석 저자인 미하엘 허스트 교수는 "세포 기반 검사를 통해 검은과부거미 독을 중화하는 것을 보여주는 인간 항체를 최초로 제시했습니다."라고 말했습니다. "이것은 검은과부거미 물림 후 심각한 증상을 치료하는 데 여전히 사용되는 말 혈청을 대체하기 위한 첫걸음입니다."

다람쥐 잡기

검은과부거미에 물린 많은 환자들은 항독제가 말에서 추출한 단백질로 만들어졌기 때문에 전혀 치료를 받지 못합니다. 이 단백질은 인체에 이질적이어서 원치 않는 부작용을 유발할 수 있습니다. 이러한 부작용에는 혈청병, 비인간 유래 항혈청 단백질에 대한 반응, 그리고 심각한 알레르기 반응이 포함됩니다. 또한, 현재 시판 중인 항독제는 제조 단위마다 다른 항체 혼합물로, 특정되지 않은 상태입니다. 이러한 단점에도 불구하고, 이 항독제는 가장 효과적인 치료 옵션입니다.

후스트는 "말 혈청을 재조합 인간 항체로 대체하여 환자에게 더 나은 제품을 제공하고, 혈청 생산에 말을 사용하는 대신 말 혈청을 사용하고자 했습니다."라고 말했습니다. 이를 위해 과학자들은 항체 파지 디스플레이라는 시험관 내 기술을 사용했습니다.

"이 접근법은 100억 개가 넘는 서로 다른 항체를 포함하는 매우 다양한 유전자 풀을 사용합니다. 파지 디스플레이는 이처럼 다양한 항체 중에서 원하는 표적, 즉 독소에 결합할 수 있는 항체를 찾아낼 수 있습니다."라고 후스트는 설명했습니다.

이렇게 만들어진 항체는 인간 항체의 DNA 서열이 알려져 있기 때문에 동일한 품질로 반복해서 생산할 수 있습니다. 또한, 말은 검은과부거미 항독소를 생산하기 위해 면역 접종이나 채혈이 필요하지 않으므로 동물 복지에도 도움이 될 수 있습니다.

항체 최적화

Khust의 연구팀은 치료용 항체 개발에 사용될 수 있는 항체 후보물질을 개발했습니다. 생성된 75개의 항체 중 총 45개가 시험관 내(in vitro)에서 알파-라트로톡신을 중화하는 것으로 나타났습니다. MRU44-4-A1이라는 항체는 매우 높은 중화 효과를 보였습니다.

연구진을 놀라게 한 것은 다른 과부거미 종의 독에 효과가 있는 항체가 두 개뿐이었다는 점이었습니다. 후스트는 "유럽 검은과부거미 독소뿐만 아니라 모든 라트로톡신에 대한 잠재적인 치료법을 개발하려면 더욱 개선된 교차 반응 항체가 필요합니다."라고 강조했습니다. 연구진은 또한 임상 시험을 시작하기 전에 항체의 효과를 평가하기 위한 추가적인 전임상 단계가 필요하다고 지적했습니다.

"또 다른 프로젝트에서 우리는 디프테리아를 치료하는 인간 항체를 개발할 수 있음을 보여주었고, 이 항체는 생체 내 연구에서 효과적이었습니다. 검은과부거미 독에 대한 항체에도 동일한 단계를 밟을 계획입니다. 이는 거미가 새로운 서식지로 침입함에 따라 향후 몇 년 동안 후구증 발생률과 치료 대안의 필요성이 증가할 수 있기 때문에 특히 중요합니다."라고 후스트는 결론지었습니다.