해외언론동향
해외언론동향 내용 담당 : 배아정책연구팀 02-737-8452
게재 일자 : 2020-02-05 
키워드 : 화학무기, 생물학적무기, 유전자변형, 유전자조작, 신경, 군인, 치료법, 실험동물, 바이러스, 유전자치료 

국제적인 사용 금지에도 불구하고 시리아와 같은 일부 국가는 적군과 민간인들에게 치명적인 신경 작용제를 사용함. 이러한 화학무기 공격에 대한 기존의 치료법은 신속하게 제공돼야 하지만 언제나 경련이나 뇌 손상을 예방해주지는 않음. 현재 미 육군 연구자들은 쥐가 독성 물질로부터 자신의 신경 작용제를 파괴하는 단백질을 만들어 수 개월 동안 보호 할 수 있는 유전자 치료법을 개발했음.

 

이 전략은 이론적으로 인간 군인들에게도 적용될 수 있지만 위험이 따르게 됨. 예를 들어, 사람은 주입된 단백질에 유해한 면역 반응을 일으킬 수 있음. 연구에 참여하지 않은 Weizmann 과학 연구소의 생화학자인 Moshe Goldsmith여기에는 많은 장·단점이 있습니다.”라고 말함.

 

신경 작용제는 유기 인산염으로 알려진 화학물질이며 가장 일반적으로 사린, 소만, 클로로사린과 타분 등이 사용됨. 화학 물질은 근육의 신경전달물질인 아세틸콜린의 수치를 조절하는 효소를 차단해 근육 경련과 호흡곤란을 유발해 사망에 이르게 함. AtropineDiazepam과 같은 현재의 치료제는 아세틸콜린 수용체를 차단하여 효과를 기대하지만 즉시 투여해야 한다는 제한점과 영구적인 신경학적 손상을 모두 예방할 수는 없다는 단점이 있음.

 

더 나은 해법을 찾기 위해 일부 연구자들은 실험실에서 동물에게 유기 인산염이 손상을 입히기 전에 분해되도록 했음. 예를 들어, Goldsmith와 공동연구자들은 신체가 신경물질을 더 빨리 무력화 시키는데 도움이 될 수 있도록 paraoxonase1(PON1)이라는 효소를 변형시켰음. 하지만 군은 병사들에게 이것을 주사하기 위해 생물제거제(bioscavenger)”를 생산하고 저장해야하며, 면역 체계로부터 이 단백질을 보호할 수 있는 방법을 찾아야 함.

 

이에 따라 미 육군 화학 방어 의학 연구소의 연구진들은 다른 접근 방법을 이용했음. 간을 생물제거제 효소를 만드는 곳으로 이용한 것임. 생화학자인 Nageswararao Chilukuri 연구팀은 무해한 아데노 연관 바이러스 (adeno-associated virus)를 이용하여 쥐의 간세포로 DNA를 전달했음. 그 결과 쥐의 간 세포는 강력한 PON1을 만들어 냈음.

 

연구자들은 바이러스를 주사 한 생쥐는 곧 합성 PON1 효소의 높은 혈중 농도를 보였으며, 이는 5 개월 연구에서 안정적으로 유지되었으며, 6 주 동안 9 회의 신경 작용제 주사를 맞고도 생존 할 수 있었다고 Science Translational Medicine에 보고했음.*

* Betapudi V, Goswami R, Silayeva L, Doctor DM, Chilukuri N “Gene therapy delivering a paraoxonase 1 variant offers long-term prophylactic protection against nerve agents in mice”. Sci Transl Med. 2020 Jan 22;12(527)

*https://stm.sciencemag.org/content/12/527/eaay0356/tab-article-info

 

Chilukuri우리는 이 단백질이 얼마나 잘 발현되고 얼마나 오래 지속되는지 그 결과에 대해 놀랐습니다.”라고 말했음. 또한 연구팀은 전장에서 더 효과적인 전달방법인 근육에 주사할 때 PON1 수치가 더 높다는 것을 보였음.

 

유전자 치료는 쥐에 해를 끼치지 않는 것처럼 보였음. 그리고 실험 동물들이 면역 반응을 나타내는 외래 PON1 단백질에 대한 항체를 만들기는 했지만, 항체의 수준은 신경작용에 대한 단백질의 활성을 억제시키기에는 매우 낮았음. Chilukuri 연구팀은 군인, 응급구조대 의료진, 군견 뿐 만 아니라 유기 인산염 농약에 노출될 위험성이 있는 농장 근로자 역시 보호할 수 있다고 주장함. 이들은 신경 작용제보다 독성은 덜하지만 높은 용량에서는 비슷한 건강상의 영향을 줄 수 있음.

 

Nebraska 대학 의학센터의 생화학자 Oksana Lockridge매우 좋은 논문이고 이 분야에서 훌륭한 발전입니다.”라고 말했음. 그러나 변형된 PON1이 인간에게 더 강한 면역반응을 유발할 가능성이 있으며 이로 인해 효과가 둔화되거나 건강상의 심각한 영향을 끼칠 수 있다고 경고함. Goldsmith는 이 유전자치료를 받는 사람들은 유해할 콜레스테롤을 처리하는데 이용되는 표준적인 PON1에 대한 항체를 만들 수 있으며 심장 질환에 대한 위험도가 높아질 수 있다고 말함.

 

Chilukuri는 이러한 경고를 인정하지만 연구진들은 유전자 치료와 관련한 모든 발생 가능한 문제를 해결하기 위해 연구를 착수하지는 않았다고 말함. “이것은 일종의 원리를 알고자 하는 연구입니다. 이것은 생물제거제를 동물에서 몇 주 혹은 몇 달 동안 계속 유지시키는 한 가지 방법입니다.” 라고 덧붙였음.

 

기사 및 사진 출처 : https://www.sciencemag.org/news/2020/01/genetic-modification-could-protect-soldiers-chemical-weapons

 

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