2020년 3월 11일, 세계보건기구(WHO)는 COVID-19가 세계적인 대유행이라고 선언했습니다. COVID-19와의 싸움에서 화이자/바이오는 FDA 승인 mRNA 백신 2종을 개발했습니다강력한 B 및 T 세포 반응을 활성화하기 위해 SARS-CoV-2 스파이크 단백질을 생성하는 NTech(BNT162b2) 및 Moderna(mRNA-1273). B 세포는 SARS-CoV-2 바이러스 표면의 스파이크 단백질에 결합하는 항체를 생성합니다. 중화 항체라고 불리는 이러한 항체 중 일부는 바이러스가 우리 세포, 우리의 세포에 부착되는 것을 차단합니다, 따라서 감염을 효과적으로 예방할 수 있습니다. mRNA 백신 외에도, 바이러스를 닮은 나노 입자 표면에 SARS-CoV-2 스파이크 단백질을 제시하는 Novavax NVX-CoV2373 백신과 같은 단백질 기반 백신에 의해 강력한 항체 반응을 유도할 수 있습니다.
원래 칼텍 대학원생이자 현재 캘리포니아 공과대학의 머킨 연구소의 독립 연구원인 Magnus Hoffmann은 현재의 예방 접종 접근법으로 두 가지 주요 문제와 싸우기를 원했습니다. 첫 번째는 SARS-CoV-2 바이러스가 시간이 지남에 따라 진화하여 오미크론 변종에서 관찰된 것처럼 사용 가능한 백신을 덜 효과적으로 만든다는 것입니다. 두 번째 문제는 백신을 접종한 개인에 의해 생성된 항체가 시간이 지남에 따라 감소하여 향후 감염에 대한 감수성이 증가하고 강력한 면역력을 유지하기 위해 빈번한 부스터 샷이 필요하다는 것이었습니다.
Cell의 최근 출판물에서 Hoffmann은 mRNA와 단백질 나노입자 기반 백신의 특징을 결합하여 강력한 항체와 T세포 반응을 생성하기 위해 mRNA와 단백질 나노입자 기반 백신의 특징을 결합하여 자신이 개발한 새로운 기술을 설명합니다. 이 접근 방식은 표면에 스파이크 단백질의 조밀한 배열을 포함하는 자체 조립형 바이러스 유사 입자(eVLP)의 생산을 유도하는 새로운 기술을 기반으로 합니다.
Hoffmann과 그의 동료들은 번역 및 단백질 접힘 시 스파이크 단백질의 세포질 꼬리로 운반(ESCRT) 기계에 필요한 세포의 내염소 정렬 복합체를 모집하는 추가적인 짧은 영역을 포함하도록 전략적으로 SARS-CoV-2 스파이크 mRNA 시퀀스를 설계했습니다. 그런 다음 이 복합체는 세포막에서 싹트는 스파이크 단백질 함유 eVLP의 형성을 촉진합니다. 연구원들은 백신으로 사용될 때, 변형된 mRNA가 세포 표면과 방출된 eVLP의 표면에서 스파이크 단백질을 생성하여 기존 옵션 이상으로 항체 생산을 자극하기를 희망했습니다.
"mRNA 백신은 감염된 세포를 모방하는 반면, 단백질 나노입자 기반 백신은 바이러스를 모방합니다. 자연적인 감염 동안, 면역 체계는 두 가지 모두에 노출됩니다," 라고 호프만이 말했습니다. "우리가 하고 있는 것은 감염된 세포를 볼 수 있지만 바이러스 입자도 볼 수 있는 자연 감염을 더 정확하게 모방하는 것입니다.
" 면역 생쥐에 eVLP를 형성하는 mRNA를 주입한 지 56일 후, 연구원들은 기존 백신에 사용된 스파이크 mRNA에 비해 SARS-CoV-2 변종 WA.1에 대한 항체 역가가 5배 증가하고 Omicron BA.1 변종에 대한 항체 역가가 10배 증가하는 것을 관찰했습니다. "기존 MRNA 백신을 사용하면, Hoffmann은 "이러한 변종에 대한 강력한 중화 반응을 얻으려면 최소 3번의 예방 접종을 해야 하지만, 우리는 2번의 예방 접종으로 그것을 달성했습니다."라고 말합니다.
"저는 그것이 매우 영리한 작품이고 정말로 중요한 실용적인 응용을 가지고 있다고 생각합니다," 라고 연구에 참여하지 않은 유타 대학의 ESCRT 전문가 웨스 선드퀴스트가 말했습니다. "이러한 [eVLP]를 만드는 데 하나의 유전자만 필요하고 세포에서 정제할 수 있다는 것이 장점입니다. 더 중요한 것은 단일 mRNA로 제공할 수 있다는 것입니다.
" Hoffmann은 이 접근법으로 바이러스 변종에 대한 강력한 중화 반응을 얻을 수 있고 필요한 전체 백신 선량 수를 줄일 수 있다고 믿습니다. 임상 시험 단계에 도달하기 전에, Hoffmann은 인간이 아닌 영장류에서 eVLP를 생성하는 mRNA를 테스트하고 인플루엔자 바이러스와 인간 면역 결핍 바이러스 (HIV)와 같은 다른 바이러스에 대한 유사한 백신을 개발할 계획입니다.
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