KAIST 연구진이 인공지능을 활용한 혁신적인 항바이러스 치료 기술을 개발해 주목받고 있습니다. 이번 연구는 독감이나 코로나19 같은 변이가 빠른 호흡기 바이러스를 스프레이 형태로 간편하게 치료할 수 있는 새로운 길을 열었습니다.

15일 KAIST 생명과학과 김호민 교수, 정현정 교수, 의과학대학원 오지은 교수 공동 연구팀은 인터페론-람다 단백질을 AI로 재설계한 비강 투여형 항바이러스 플랫폼을 개발했다고 발표했습니다.

기존 독감 치료에 활용되던 인터페론-람다는 우리 몸이 바이러스 감염을 방어하기 위해 자연적으로 생성하는 선천면역 단백질입니다. 하지만 이 물질은 열에 취약하고 코 점막에서 빠르게 제거되는 한계가 있어 치료제로서의 효능이 제한적이었습니다.

KAIST 연구팀이 비강 투여용 인터페론-람다3 변이체와 나노리포좀 기반 수송체를 개발했다. / KAIST

연구팀은 이러한 문제점을 해결하기 위해 AI 기술을 도입했습니다. 열에 약한 단백질의 루프 구조를 견고한 나선형 구조로 변경하여 안정성을 크게 향상시켰습니다. 또한 단백질들이 서로 뭉치는 현상을 방지하기 위해 표면을 물과 잘 섞이도록 설계하는 표면 엔지니어링 기술을 적용했습니다.

특히 연구팀은 글라이코엔지니어링 기법을 통해 단백질 표면에 당사슬 구조를 추가함으로써 단백질의 견고함과 안정성을 한층 강화했습니다. 그 결과 새롭게 제작된 인터페론-람다는 50℃ 환경에서 2주 이상 안정성을 유지할 수 있게 되었으며, 끈적한 비강 점막에서도 신속하게 확산되는 특성을 보였습니다.

연구팀은 추가적으로 단백질을 나노리포좀이라는 미세 캡슐에 포장하여 보호하고, 저분자 키토산으로 표면을 코팅해 코 점막에 오래 부착될 수 있도록 점막 부착력을 대폭 강화했습니다.

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김호민 교수는 "인플루엔자 감염 동물 모델에 이 전달 플랫폼을 적용한 결과, 콧속 바이러스가 85% 이상 감소하는 강력한 억제 효과를 확인했다"고 밝혔습니다. 그는 이어 "간단히 코에 뿌리는 것만으로 바이러스 감염을 초기에 차단할 수 있는 점막 면역 플랫폼"이라고 설명했습니다.

이번 연구 성과는 변이가 빠른 호흡기 바이러스에 대한 새로운 치료 패러다임을 제시하며, 향후 감염병 대응에 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.