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[바이오토픽] HIV가 잠복한 T세포를 색출하는 결정적 단서 발견: CD32a
의학약학 양병찬 (2017-03-16 09:28)


© Pixabay.com

HIV를 치료하려는 시도를 번번이 좌절시키는 것은 '바이러스를 숨겨주는 특정 면역세포'다. 문제의 면역세포는 HIV에 감염된 T세포인데, 몇 년 동안 수명을 유지하며 인체의 탐지를 회피하기 때문에, 발견하거나 연구하거나 사살하기가 매우 힘들다.

'HIV의 비밀 저장소를 확실히 발견하는 것'은 HIV 연구자들의 희망목록에서 늘 1등을 차지했지만(참고 1), 지금껏 변변한 성과를 거두지 못했다. 그러나 마침내 CD32a라는 단백질이 확인됨으로써 상황은 곧 반전될 것으로 보인다. 3월 15일 《Nature》에 실린 논문에 따르면(참고 2), 이 단백질은 (감염되었지만 휴면상태에 있는) T세포의 표면에 자리잡고 있다고 한다. 마치 경찰이 보유하고 있는 범인의 몽타쥬처럼, CD32a는 '잠자는 T세포'를 다른 면역세포와 구별하는 수단으로 자리잡게 될 것이다. 따라서 과학자들은 CD32a를 겨냥함으로써, 침묵을 지키고 있는 '감염된 T세포'를 색출하여 파괴할 수 있을 것으로 보인다.

항레트로바이러스 약물(antiretroviral drug)은 바이러스가 전신에 퍼지는 것을 억제하며, 면역계는 '바이러스의 DNA를 활발하게 전사하는 세포'를 겨냥한다. 그러나 감염된 T세포 중 극소수는 휴면상태에 있으므로, 내부의 바이러스 유전체가 침묵을 지킴으로써 약물과 면역계에 탐지되지 않는다. 이런 T세포들을 잠복한 저장소(latent reservoir)라고 부르는데, 환자가 항레트로요법을 중단하는 경우에 문제가 된다. 항레트로요법이 중단되면 '잠복한 저장소'가 서서히 잠에서 깨어나, 바이러스에게 마음놓고 복제하도록 허용하기 때문이다.

충격후 살해(Shock and kill)

"1996년 이후, 과학자들은 '몸을 숨기고 있는 못된 세포들'을 살해한다는 꿈을 꿔왔지만, 어쩔 도리가 없었다. 왜냐하면 그들을 식별할 수 있는 방법이 없었기 때문이다"라고 이번 논문의 주요저자인 프랑스 몽펠리에 대학교의 몬세프 벤키란 박사(바이러스학)는 말했다.

2012년, HIV 연구자들은 '휴면중인 감염된 T세포'를 겨냥하는 새로운 접근방법을 시도했다. 그것은 소위 「충격 후 살해(shock and kill)」라는 방법으로서, 약물을 이용하여 '잠복성감염 T세포(latently infected T cells) 속에서 바이러스의 복제에 시동을 거는 것'을 말한다(참고 3).

이론대로라면, 면역계와 항레트로바이러스 약물은 '시동이 걸린 T세포'를 찾아 공격할 수 있어야 한다. 그러나 임상결과는 지금껏 신통치 않았는데, UCSF의 스티븐 딕스 박사(바이러스학)에 의하면, 그 이유는 "충격을 가하는 데 사용된 약물의 효과가 불충분하여, HIV 저장소로 하여금 모습을 드러내게 하는 데 역부족이었기 때문"이라고 한다.

설상가상으로, 바이러스 학자들은 저장소에 대한 기본지식조차 턱없이 부족했다. 그도 그럴 것이, 잠복성감염T세포들을 체내에서 발견하는 것이 엄청나게 어렵기 때문이다. 벤키란 박사가 이끄는 연구진이 새로운 단백질 표지(protein marker)를 찾는 작업에 착수한 것도, 바로 이 같은 문제점을 해결하기 위해서였다.

연구진은 휴면중인 T세포들을 형광태그가 부착된 HIV에 노출시켰다. 그리고는 '(형광표지된 바이러스에) 감염된 T세포'와 '감염되지 않은 T세포'의 유전자발현 차이를 비교분석했다. 분석 결과, '감염된 T세포' 중 일부에서 특정 유전자(CD32a를 코딩하는 유전자)가 발현된 것으로 나타났지만, '감염되지 않은 T세포'에서는 이 유전자가 거의 발현되지 않았다. 또한 HIV를 활발하게 생성하는 T세포를 조사해보니, CD32a 단백질이 유의한 수준으로 발현되지 않은 것으로 나타났다.

마지막으로, 연구진은 CD32a에 결합하는 항체를 이용하여, HIV에 감염된 사람들의 혈액샘플에서 'CD32a 단백질을 발현하는 T세포'를 선별했다. 선별된 T세포들을 분석해보니, 예상했던 대로 'HIV를 보유한 휴면 T세포'인 것으로 나타났다. "HIV에 감염된 사람의 혈액에서 잠복성감염T세포를 찾아낸 것은 이번이 처음이다"라고 벤키란 박사는 말했다.

향후 과제와 전망

"이번에 새로 발견된 단백질 표적(즉, 생체지표)은 HIV 감염의 치료를 가속화시킬 것이다. 혈액샘플에서 바이러스량을 측정하는 기법이 발견되면서, 1990년대 후반에 항레트로바이러스 요법의 개발이 탄력을 받았던 것처럼 말이다"라고 딕스 박사는 말했다.

"이제 다음 절차는, 상이한 성별·인종·나이·발병단계의 환자들로부터 혈액을 채취하여 CD32a의 발현상태를 측정함으로써 이번 연구결과를 재현하는 것이다"라고 미 국립 알레르기·감염병연구소(NIAID)의 토니 파우치 소장은 말했다. 또한 연구진은 HIV에 흔히 감염되는 조직(예: 소화관, 림프절)을 대상으로 테스트도 해봐야 한다. 연구진의 궁극적인 목표는, 'CD32a가 신뢰할 만한 표지로 밝혀질 경우, 항레트로바이러스제로 하여금 그것을 이용하여 잠복하고 있는 T세포를 겨냥하게 하는 것'이다.

이번 연구결과에 대해 잔뜩 흥분한 가운데, 파우치 소장은 CD32a의 잠재력에 대해 애써 신중한 입장을 견지하고 있다. 그가 주저하는 데는 그럴 만한 이유가 있다. 지난 20년간 치료법을 찾던 연구가 허사로 돌아갔기 때문이다. "이번 연구결과가 정확하기를 간절히 바란다. 경쟁력있는 연구자들이 수행한 연구인 데다 데이터가 훌륭한 걸 보니, 낙관해도 좋을 것 같다"라고 그는 말했다.

※ 참고문헌
1. http://www.nature.com/news/dormant-hiv-gets-rude-awakening-1.11077
2. Descours, B. et al., "CD32a is a marker of a CD4 T-cell HIV reservoir harbouring replication-competent proviruses", Nature (2017); http://dx.doi.org/10.1038/nature21710
3. http://www.nature.com/news/drug-brings-hiv-out-of-hiding-1.10180 (한글번역 http://www.ibric.org/myboard/read.php?Board=news&id=202877)


※ 출처: Nature http://www.nature.com/news/hidden-hiv-reservoirs-exposed-by-telltale-protein-1.21639




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양병찬 (약사, 번역가)
서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리포터로 활발하게 활동하...
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