▲ 엠보(EMBO) 리포트 저널에 게재된 SARS-CoV-2 Ca2+ 의존성 메커니즘 설명 중인 이탈리아 마시모 졸로 교수

인(燐)중합체(Inorganic Polyphosphate)전문 연구 기업인 엘리시움바이오(대표 김홍렬, 전 하임홀딩스코리아)가 이탈리아 나폴리대학 페데리코 2세 분자의학과 마시모 졸로(Massimo Zollo) 교수와 공동으로 개발한 신물질이 “모든 종류 코로나 바이러스 복제방지, 감염예방, 치료 가능하다”는 논문이 세계적인 저명학술지인 엠보 리포트 저널(EMBO Reports JOURNAL) 최신호에 게재되었다고 31일 공식 발표했다.

한국과 이탈리아의 공동 발표에 따르면 “이번 연구는 직접 코로나 바이러스와 여러 변종체에 투여하여 코로나 바이러스가 세포 내에서 자기 복제를 어렵게 하고 감염 초기에 세포막 상의 바이러스 인지 능력 저하에 의한 감염 예방의 기전을 증명했다”고 전했다.

이 논문의 공동저자인 엘리시움바이오 김홍렬 대표(Ph.D)는 “이탈리아 마시모 졸로 교수와 함께 2021년도에 Science signaling 저널에서 ‘인중합체에 의한 코로나 바이러스의 예방과 치료제 개발’을 발표한 바 있다. 이 후 근 3년에 걸친 자체 실험을 통하여 코로나 바이러스를 포함한 여러 바이러스의 세포 감염 시 세포 내의 칼슘 농도를 조절하면 원천적으로 세포 내에 바이러스가 침입하여도 세포 내에서 낮은 칼슘 농도로 자체 복제가 어려워지고 감염의 확대가 용이 하지 않다는 사실을 발견했다”고 밝혔다.

▲ 우측부터 김홍렬 대표, 마시모 졸로 교수

또한, 엘리시움 셀 바이오 이탈리아 대표 겸 나폴리 페데리코 II 대학교 마시모 졸로 교수는 "칼슘(Ca2+)"은 뼈 항상성, 최적의 근육 활동, 혈액 응고 및 심장 기능을 포함한 인간 척추동물의 여러 활동에 대한 알려진 조절자이다. 최근 몇 년 동안 우리와 다른 사람들은 Ca2+가 어떻게 중요한 "정보 전달 분자"인지에 초점을 맞추었다. 여기서는 일단 코로나바이러스가 비강 상피 세포에 들어가면 Ca2+를 복제에 사용하는 이 바이러스의 "이기적인 작용"과 다른 Ca2+ 관련 단백질의 사용을 통해 어떻게 확산되어 생존과 번식을 향상시키는지에 대해 연구했다. 우리는 PMCA1(ATP2B1)의 발현을 조절하고 SARS-CoV-2에 감염된 사람의 게놈에 한번 존재하는 ‘심각한 코로나19 표현형’"을 부여할 수 있는 백인 인구(0.03%)에 존재하는 다형성을 추가로 확인했다. 여기서 확인된 메커니즘은 Ca2+를 사용하여 생존과 번식을 하는 다른 바이러스 및 감염에 적용할 수 있었다. 우리는 이러한 현상을 손상시키고 사이토카인 폭풍으로 인한 면역 체계 불안정을 완화하는 추가 물질을 개발했다. 이러한 물질을 코로나바이러스 및 다양한 변종에 직접 투여함으로써, 우리는 논문에서 코로나바이러스가 여기서 확인된 메커니즘을 통해 세포 내에서 효율적으로 복제되지 않는다는 것을 입증했다”라고 설명했다.

저자들은 논문에서 코로나 바이러스에 취약한 집단의 존재 이유를 유전학적으로 밝힘과 동시에, 개발된 약물이 세포내 칼슘 농도를 조절하여 바이러스 감염 전 후에 예방과 치료의 기전을 분자 유전학적으로도 밝혀냈다. 이는 대단한 발견이다.

이 새로운 약물의 기초 합성 시도는 연세대학교 국제 캠퍼스 약학대학 한균희 교수팀과 진행하고 있으며, 임상과 전임상 등 광범위한 바이러스 임상은 유럽에서 진행될 예정이다.

인간에게 해가 되는 다양한 바이러스 중 특히 RNA virus들은 에이즈, 지카, 뎅기열, 코비드류 등 난치성 바이러스 들이다. 이번에 엘리시움바이오가 이탈리아 연구진과 함께 연구 개발에 성공한 물질은 바이러스에 대한 방어 능력에 관한 약물 개발이 아니다. 세포 내 칼슘 농도를 조절함으로써 세포 내에서 칼슘을 바이러스 복제에 사용하는 많은 바이러스에 공통적으로 해당하기에 차후 백신 연구에도 새로운 시도가 예상되는 매우 중요한 발견으로 유럽 분자 생물 학회에서 인정받은 것이다.

앞으로 한국의 엘리시움바이오는 협업으로 이탈리아에서 운영 중인 엘리시움 쎌 바이오 이탈리아와 공동 작업으로 연세 대학교 약학대학 팀들과 약물 합성, 조율 실험을 통해 세계 최초로 바이러스를 이겨낼 수 있는 신약 개발에 공동으로 주력할 예정이다.

아울러 마스크를 쓰지않고 한차례 분사로 4시간 이상 호흡기 질환 감염 병원체를 예방할 수 있는 나잘 스프레이를 국내와 전세계에 시판 할 계획으로 이미 모든 생산 준비를 끝내 놓은 상황으로 국내외 빅 파마와의 협업을 진행 중에 있다.

한편, 우리 정부도 미래 팬데믹을 대비해 2027년까지 국산 mRNA 백신을 개발하겠다고 밝힘과 동시에 질병관리청은 지난해 12월 ‘신종감 염병 대유행 대비 중장기계획’에 따른 시행계획을 수립해 다음 팬데믹을 준비하고 있다. ‘미래 팬데믹 대비 mRNA백신 주권 확보 방안’을 마련중인 이 때 나온 이번 희소식은 전세계에 새로운 희망을 갖게하고 있다.

김대표는 “힘겨웠던 코로나 기간과 국내 바이오 시장의 침체 속에서도 끊임없는 국내외 과학자 들과의 협업과 노력으로 국내기술로서 세계에 내놓을 핵심 기술을 개발하여 어려운 바이오시장에 커다란 용기와 희망을 줄 수 있는 계기가 되었기를 기대한다. 우리가 COVID-19에서 배운 교훈은 절대 싸움이 끝났다고 생각하지 말라는 것”이라고 강조했다.