흡입 가능한 나노 항체로 코로나 심각한 상태 예방할 수 있다.
- 건강의학 / 편집국 기자 / 2021-05-27 12:08:30
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* 기도를 통해 비강 스프레이 또는 흡입기로 직접 장소에 도달하는 활성 성분이 치료법 제공
* 코로나 스파이크 단백질의 특정 구조에 결합하는 항체 조각 나노바디는 항체보다 4배 더 작고 3개의 연결된 결합 모듈로 구성된다.
* 비교적 낮은 생산 비용으로 나노 항체 스프레이는 인도와 같은 가난한 국가에서도 생산되고 사용될 수 있다
SARS-CoV-2 코로나바이러스에 대한 예방 접종이 전 세계적으로 진행되고 있지만 Covid-19의 심각한 과정에 대한 효과적인 해독제는 아직 없다. 항바이러스성 렘데시비르가 SARS-CoV-2의 증식을 억제 할 수 있지만, 종종 일시적 그리고 감염 초기 단계에서만 작용한다. 단일 클론 항체는 우리 면역계의 방어 반응을 모방하는데 제조가 복잡하고 지금까지 강력한 효과를 얻을 수 있는 항체 제제가 없다.
"단일 클론 항체를 이용한 치료는 경미한 증상이 있는 환자를 치료할 수 있는 가능성을 확실히 높여 주지만, 극도로 높은 용량(일반적으로 정맥 주사당 몇 그램)이 필요하다"고 피츠버그 대학의 샴 남불리(Sham Nambulli)는 설명했다. 그 이유 중 하나는 정맥으로 투여된 큰 생체 분자가 혈장-폐 장벽을 통과하는 악명 높은 낮은 효율 때문이다.
항체 대신 펩티드 조각
그러나 기도를 통해 비강 스프레이 또는 흡입기로 직접 장소에 도달하는 활성 성분이 치료법을 제공할 수 있다. Nambulli의 팀은 최근 몇 달 동안 이러한 수단을 개발했다.
이들은 작은 펩타이드로, 이들과 유사하게 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질의 특정 구조에 특이적으로 결합하는 항체 조각이다. 완성된 나노바디는 항체보다 4배 더 작고 3개의 연결된 결합 모듈로 구성된다.
"이러한 여러 가치가 있는 나노바디는 SARS-CoV-2에 대한 가장 성공적인 항체의 일부와 비슷하거나 훨씬 더 나은 중화 능력을 보여준다"고 과학자들은 보고했다. Nambulli와 그의 팀은 최근 골든 햄스터를 대상으로 이 효과가 살아있는 동물에게도 유사한 효과가 있는지 테스트했다. 그들은 골든 햄스터를 SARS-CoV-2로 감염시키고 6시간 후에 비강 스프레이 또는 흡입 형태로 소위 PiN-21 나노 항체를 투여했다.
골든 햄스터로 테스트 성공
위약만으로 치료받은 대조군 동물은 다음 며칠 동안 체중이 16%까지 감소했으며 Covid-19의 전형적인 폐렴이 발생했다. 그러나 나노 바디를 흡입한 햄스터는 달랐다.
체중은 안정적으로 유지됐고 기도와 폐의 바이러스 부하가 5일째에 1만에서 백만 배 감소했다. "감염 후 이틀째에, 바이러스는 더 이상 코나 인후 면봉을 통해 상부 호흡기에서 발견되지 않았다"고 팀은 보고했다.
나노 항체 스프레이로 처리한 골든 햄스터에서는 기관지와 폐의 전형적인 심각한 염증도 발생하지 않았다. 또한, PiN-21 그룹은 조직의 염증 변화가 현저히 적었으며 부종, 출혈 또는 흉터가 발생하지 않았다.
체중 1kg 당 약 0.2 마이크로 그램의 용량이 효과적인 것으로 입증되었다.
비교를 위해 주입으로 투여되는 단일 클론 항체는 일반적으로 체중 1kg 당 10~50mg이 필요하다.
전송 및 심한 경사에 대한 보호
이러한 나노바디는 현재 테스트 중인 대부분의 항체보다 훨씬 더 효과적이다.
"햄스터의 상부 및 하부기도에서 바이러스 복제 및 폐 병리를 예방하는 능력은 고용량에서도 어려움을 겪는 임상 항체와 뚜렷하게 대조된다. 이 동물들의 감염은 "Nambulli와 그의 팀이 말했다.
과학자들에 따르면, 이러한 나노 바디는 Covid-19의 심각한 과정을 효과적으로 예방할 수 있는 새롭고 유망한 기회를 열어준다. Nambulli의 동료는 "우리는 PiN-21이 심각한 질병에 대해 높은 수준의 보호를 제공 할 수 있으며 코로나바이러스의 인간 대 인간 전파를 방지 할 수 있다는 사실을 말하고 있기 때문에 우리 데이터에 열광하고 격려한다"고 말했다.
제조가 저렴하고 사용하기 쉽다.
흡입 또는 비강 스프레이를 통해 활성 성분을 투여하면 약물을 보다 구체적으로 작용 부위에 전달할 수 있다. "감염 부위(호흡기 및 폐)에서 직접 시작되는 치료 형태를 사용하여 치료를 더 효과적으로 만들 수 있다"고 Shi는 말했다. 이를 통해 PiN-21에 기반한 흡입 요법은 질병의 진행과 Covid-19의 전이성을 약화시키는 사용하기 쉽고 저렴한 솔루션을 제공 할 수 있다.”
비교적 낮은 생산 비용으로 인해 이러한 나노 항체 스프레이는 인도와 같은 가난한 국가에서도 생산되고 사용될 수 있다. 또한 나노 바디는 바이러스의 여러 다른 부착 지점에 대해 하나의 스프레이로 결합 될 수 있기 때문에 이 치료법은 돌연변이된 바이러스 변종에 대해서도 효과적일 수 있다.
그러나 과학자들이 강조하는 것처럼 복용량과 가능한 부작용을 더 정확하게 조사하기 위해 추가 테스트를 수행해야 한다. 그래야만 인간을 대상으로 한 임상 연구가 이어질 수 있다.
(Science Advances, 2021; doi : 10.1126 / sciadv.abh0319)
출처 : University of Pittsburgh
* 기도를 통해 비강 스프레이 또는 흡입기로 직접 장소에 도달하는 활성 성분이 치료법 제공
* 코로나 스파이크 단백질의 특정 구조에 결합하는 항체 조각 나노바디는 항체보다 4배 더 작고 3개의 연결된 결합 모듈로 구성된다.
* 비교적 낮은 생산 비용으로 나노 항체 스프레이는 인도와 같은 가난한 국가에서도 생산되고 사용될 수 있다
Covid-19에 대한 흡입 가능한 나노 항체
펩티드-나노 입자는 SARS-CoV-2에 감염된 햄스터를 심각한 질병으로부터 보호한다.
나노 항체가 함유된 스프레이는 향후 심각한 Covid-19 과정으로부터 보호할 수 있다.
골든 햄스터를 대상으로 한 초기 테스트에서 이러한 나노바디(nanobody)를 소량 흡입하면 동물의 기도와 폐에 있는 바이러스 부하를 낮추고 심각한 염증을 예방할 수 있다고 연구진은 "Science Advances" 저널에 발표했다. 단일 클론 항체와 달리 나노바디는 제조 비용이 저렴하고 내구성이 높아 가난한 국가에서도 사용하기가 더 쉽다.
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▲ 스프레이 혹은 흡입을 통해 기도와 폐로 전달되는 항체 조각은 바이러스 부하를 줄이고 심각한 질병을 예방한다. 적어도 골든 햄스터에적용한 실험에서는 그렇다. |
SARS-CoV-2 코로나바이러스에 대한 예방 접종이 전 세계적으로 진행되고 있지만 Covid-19의 심각한 과정에 대한 효과적인 해독제는 아직 없다. 항바이러스성 렘데시비르가 SARS-CoV-2의 증식을 억제 할 수 있지만, 종종 일시적 그리고 감염 초기 단계에서만 작용한다. 단일 클론 항체는 우리 면역계의 방어 반응을 모방하는데 제조가 복잡하고 지금까지 강력한 효과를 얻을 수 있는 항체 제제가 없다.
"단일 클론 항체를 이용한 치료는 경미한 증상이 있는 환자를 치료할 수 있는 가능성을 확실히 높여 주지만, 극도로 높은 용량(일반적으로 정맥 주사당 몇 그램)이 필요하다"고 피츠버그 대학의 샴 남불리(Sham Nambulli)는 설명했다. 그 이유 중 하나는 정맥으로 투여된 큰 생체 분자가 혈장-폐 장벽을 통과하는 악명 높은 낮은 효율 때문이다.
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▲ 처리되지 않은(왼쪽) 및 처리된 골든 햄스터의 폐포에 있는 바이러스 입자 (주황색) 및 염증(자홍색). © Nambulli et al./ Science Advances |
항체 대신 펩티드 조각
그러나 기도를 통해 비강 스프레이 또는 흡입기로 직접 장소에 도달하는 활성 성분이 치료법을 제공할 수 있다. Nambulli의 팀은 최근 몇 달 동안 이러한 수단을 개발했다.
이들은 작은 펩타이드로, 이들과 유사하게 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질의 특정 구조에 특이적으로 결합하는 항체 조각이다. 완성된 나노바디는 항체보다 4배 더 작고 3개의 연결된 결합 모듈로 구성된다.
"이러한 여러 가치가 있는 나노바디는 SARS-CoV-2에 대한 가장 성공적인 항체의 일부와 비슷하거나 훨씬 더 나은 중화 능력을 보여준다"고 과학자들은 보고했다. Nambulli와 그의 팀은 최근 골든 햄스터를 대상으로 이 효과가 살아있는 동물에게도 유사한 효과가 있는지 테스트했다. 그들은 골든 햄스터를 SARS-CoV-2로 감염시키고 6시간 후에 비강 스프레이 또는 흡입 형태로 소위 PiN-21 나노 항체를 투여했다.
골든 햄스터로 테스트 성공
위약만으로 치료받은 대조군 동물은 다음 며칠 동안 체중이 16%까지 감소했으며 Covid-19의 전형적인 폐렴이 발생했다. 그러나 나노 바디를 흡입한 햄스터는 달랐다.
체중은 안정적으로 유지됐고 기도와 폐의 바이러스 부하가 5일째에 1만에서 백만 배 감소했다. "감염 후 이틀째에, 바이러스는 더 이상 코나 인후 면봉을 통해 상부 호흡기에서 발견되지 않았다"고 팀은 보고했다.
나노 항체 스프레이로 처리한 골든 햄스터에서는 기관지와 폐의 전형적인 심각한 염증도 발생하지 않았다. 또한, PiN-21 그룹은 조직의 염증 변화가 현저히 적었으며 부종, 출혈 또는 흉터가 발생하지 않았다.
체중 1kg 당 약 0.2 마이크로 그램의 용량이 효과적인 것으로 입증되었다.
비교를 위해 주입으로 투여되는 단일 클론 항체는 일반적으로 체중 1kg 당 10~50mg이 필요하다.
전송 및 심한 경사에 대한 보호
이러한 나노바디는 현재 테스트 중인 대부분의 항체보다 훨씬 더 효과적이다.
"햄스터의 상부 및 하부기도에서 바이러스 복제 및 폐 병리를 예방하는 능력은 고용량에서도 어려움을 겪는 임상 항체와 뚜렷하게 대조된다. 이 동물들의 감염은 "Nambulli와 그의 팀이 말했다.
과학자들에 따르면, 이러한 나노 바디는 Covid-19의 심각한 과정을 효과적으로 예방할 수 있는 새롭고 유망한 기회를 열어준다. Nambulli의 동료는 "우리는 PiN-21이 심각한 질병에 대해 높은 수준의 보호를 제공 할 수 있으며 코로나바이러스의 인간 대 인간 전파를 방지 할 수 있다는 사실을 말하고 있기 때문에 우리 데이터에 열광하고 격려한다"고 말했다.
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| ▲ 그림 3 SARS-CoV-2 햄스터 모델에서 에어로졸 화 된 PiN-21의 치료 효능. (A) 실험 설계의 개요. SARS-CoV-2 (3 x 104 PFU)를 비강으로 접종했다. PiN-21 (빨간색 삼각형으로 표시) 또는 대조군 Nb (회색 원으로 표시)를 6 h.p.i 케이지에서 햄스터에게 에어로졸화했다. 동물의 체중 변화를 모니터링하고 매일 비강 세척 및 인후 면봉을 취했다. 동물을 3d.p.i로 안락사 시켰다. 부검을 위해 바이러스 역가 및 폐 조직의 gRNA를 측정했다. (B) 대조군에 비해 PiN-21 에어로졸 처리 된 동물의 체중 변화 백분율 (n = 6). (C) 햄스터 폐에서 바이러스 역가의 감소 (3d.p.i.). 치료군과 대조군 사이에 의미있는 차이가 관찰됐다. ** P <0.01; * P <0.05. 파선은 분석의 검출 한계를 나타낸다. (D) 치료 및 대조군의 폐 병리학 점수. 차이는 **** P <0.0001로 표시됐다. (E) 괴사성 기관지 간질성 폐렴의 헤마톡실린 및 에오신 염색은 대조군의 세기관지 상피 및 폐포 1 형 및 2 형 폐 세포에서 풍부한 SARS-CoV-2 S 항원과 연관된다. 모든 이미지는 20 배로 획득되었다. 스케일 바, 100 μm. 상자로 표시된 영역은 가장 오른쪽 패널에서 더 높은 배율로 표시된다 (스케일 막대, 25μm). (F) 기관지 간질 구획의 면역 염색 (3 d.p.i.). 오렌지, SARS-CoV-2S; 마젠타, CD68 / 대 식세포; 적색, CD3e + T 세포; 청록색, ACE2; 회색, DAPI. 세기관지는 흰색 해시로 윤곽이 그려져 있다. 총 배율, × 200; 스케일 바, 100 μm. (출처: 관련 논문 Inhalable Nanobody (PiN-21) prevents and treats SARS-CoV-2 infections in Syrian hamsters at ultra-low doses) |
제조가 저렴하고 사용하기 쉽다.
흡입 또는 비강 스프레이를 통해 활성 성분을 투여하면 약물을 보다 구체적으로 작용 부위에 전달할 수 있다. "감염 부위(호흡기 및 폐)에서 직접 시작되는 치료 형태를 사용하여 치료를 더 효과적으로 만들 수 있다"고 Shi는 말했다. 이를 통해 PiN-21에 기반한 흡입 요법은 질병의 진행과 Covid-19의 전이성을 약화시키는 사용하기 쉽고 저렴한 솔루션을 제공 할 수 있다.”
비교적 낮은 생산 비용으로 인해 이러한 나노 항체 스프레이는 인도와 같은 가난한 국가에서도 생산되고 사용될 수 있다. 또한 나노 바디는 바이러스의 여러 다른 부착 지점에 대해 하나의 스프레이로 결합 될 수 있기 때문에 이 치료법은 돌연변이된 바이러스 변종에 대해서도 효과적일 수 있다.
그러나 과학자들이 강조하는 것처럼 복용량과 가능한 부작용을 더 정확하게 조사하기 위해 추가 테스트를 수행해야 한다. 그래야만 인간을 대상으로 한 임상 연구가 이어질 수 있다.
(Science Advances, 2021; doi : 10.1126 / sciadv.abh0319)
출처 : University of Pittsburgh
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