쥐의 에이즈를 치료한 새로운 방법
쥐의 에이즈를 치료한 새로운 방법
  • 강지희
  • 승인 2019.07.20 19:45
  • 조회수 2459
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연구진은 쥐를 대상으로 실험을 했다. 출처: fotolia
쥐의 에이즈를 치료하는데 성공했다고 한다. 출처: fotolia

템플대학교 루이스 카츠 의과대학의 신경과학자 Kamel Khalil의 연구진이 에이즈를 발생시키는 HIV-1을 제거하는 데 성공했다고 합니다. <Nature Communications>에 게재된 논문에 따르면 연구진은 유전자 가위와 새로운 바이러스 억제법을 이용해 쥐의 HIV-1을 감소시켰습니다.

 

역전사와 HIV

HIV는 레트로 바이러스다. 출처: pixabay
HIV는 레트로 바이러스다. 출처: pixabay

HIV는 레트로 바이러스(Retrovirus)에 속합니다. '역전사 바이러스'라고도 부르는데요. 전사는 DNA의 유전 정보가 RNA로 전달되는 과정을 말합니다. 그 반대로 RNA 그 중에서 mRNA를 주형으로  하고 역전사 효소를 촉매로 이용해 DNA를 만드는 과정을 역전사라고 합니다. 

 

레트로 바이러스는 세포에 옮겨가 RNA로 DNA를 합성합니다. 이후 DNA는 숙주세포의 DNA에 융합한 후 발현해 새로운 바이러스를 만들어냅니다. 지카 바이러스, 독감 바이러스, 메르스 바이러스, 사스 바이러스 모두 역전사 바이러스입니다. HIV는 유전물질로 RNA를 가지며 역전사 과정을 거쳐 DNA를 합성합니다. 이 DNA는 인간의 세포 핵 속에 있는 DNA와 영구적으로 결합한다고 합니다. HIV의 DNA가 인간의 DNA에 결합하는 특징은 에이즈 치료를 매우 힘들게 만듭니다. 인간 DNA에 결합한 바이러스의 DNA만을 골라내는 일이 매우 어렵기 때문이죠. 

 

에이즈 치료에 가장 많이 쓰이는 치료 요법으로는 '칵테일 요법'이 있는데요. 칵테일 요법이란 몇 가지 액체를 혼합해 새로운 음료수와 주류를 만드는 것처럼 질병에 적합한 약물 몇 가지를 섞어 최선의 치료 효과를 꾀하는 치료제를 만드는 방법입니다. 

 

어떻게 작용했는가

어떤 DNA든 잘라낼 수 있는 CRISPR/Cas9. 출처: pixabay
어떤 DNA든 잘라낼 수 있는 CRISPR/Cas9. 출처: pixabay

연구진은 먼저 사람을 대신할 실험 모델을 고르기 위해 인간의 T 세포를 가진 쥐를 만들고 HIV-1에 감염시켰습니다. HIV는 주로 인간의 T 세포에 감염되기 때문이죠. 연구진은 CRISPR-Cas9를 연구에 중요한 요소로 포함시켰다고 합니다. CRISPR/Cas9은 3세대 유전자 가위 기술이며 RNA와 DNA를 절단하는 효소 Cas9으로 제작됐는데요. 여러 장점 덕분에 과학자들에게 각광받고 있는 기술이죠. HIV-1의 치료에는 항레트로 바이러스 요법(Antiretroviral therapy, ART)이 사용됩니다. ART는 바이러스의 증식을 막는 몇몇 약물을 병행하는 치료 요법인데요. ART를 이용하면 세포가 감염된 HIV의 유전자 발현을 효과적으로 억제할 수 있다고 합니다. 하지만 HIV를 완벽하게 제거할 수 없다는 단점이 있었죠.

 

연구진은 Long-acting slow-effective release(LASER) ART라는 치료 요법을 도입했습니다. LASER ART를 이용하면 항레트로 바이러스는 화학적인 구조가 나노 결정으로 변형되고 잠복기를 가진 HIV가 있는 조직으로 분비돼 몇 주 동안 세포 안에 저장됩니다. 저장되면서 HIV의 발현을 지속적으로 억제하죠. 완전히 제거하지 못한 세포 속 바이러스는 CRISPR/Cas9가 제거하며 마무리를 짓는다고 합니다. 

치료할 수 있다면, 뭐든지...! 출처: pixabay
치료할 수 있다면, 뭐든지...! 출처: pixabay

연구진은 이런 치료 요법을 쥐들에게 시험했습니다. 총 세 번의 실험을 진행했는데요. 실험 결과 몇몇 쥐들은 HIV-1의 수가 감소했으며 에이즈가 치료됐다고 합니다. 첫 번째 실험에서 7마리의 쥐들 중 2마리가 치료됐고 두 번째 실험에서는 6마리 중 3마리가 치료됐습니다. 3번째 실험에서는 10마리 중 6마리가 회복됐습니다. 모든 쥐들이 성공하지 않았지만 쥐들 중 1/3은 HIV-1이 완전히 제거됐다고 합니다. 

 

Khalil은 "이 연구의 큰 메시지는 HIV의 감염을 치료하려면 LASER ART와 CRISPR/Cas9가 힘을 합친 바이러스 억제 요법이 반드시 필요하다는 것"이라며 "우리는 이제 인간을 제외한 동물들에서 임상 실험으로 나아가야 할 분명한 길을 이번 해 안에 찾을 수 있을 것"이라고 말했습니다. 

 

##참고자료##

 


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