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연구협력 프로그램

감염병연구에 중점을 둔 한국파스퇴르연구소는 공중보건을 위협하는 글로벌 이슈들을 해결하는데 앞장서고자 합니다. 이를 위해 혁신적인 신약개발 플랫폼을 자체 구축하여 새로운 치료 방법을 도출하고 질병을 효과적으로 진단 및 치료할 수 있는 신약물질의 연구개발에 매진하고 있습니다.

결핵 연구

현재의 결핵 치료법은 장기간의 치료를 요하며 특히 기존 약제에 내성을 보이는 결핵균의 등장으로 인해 이들에 대한 새로운 접근 방식을 찾는 것이 매우 시급한 문제입니다. 결핵균의 주요한 특징은 이들이 대식세포 내에서 생존하며 증식한다는 점입니다. 이러한 특징에 기초하여 한국파스퇴르연구소의 연구진은 숙주세포 내 결핵균의 번식을 저해하는 후보물질을 탐색할 수 있는 표현형 및 세포 기반 분석법(assay)를 개발하였습니다. 형광표지된 결핵균에 감염된 살아있는 대식세포를 형광표지하여 활용하는 이 분석법을 적용하면 자동화 공초점 형광 현미경을 통해 대식세포 내 결핵균의 성장을 관찰할 수 있습니다. 실험의 결과로 도출된 효과적인 결핵 치료용 후보물질은 신약개발 후속연구 단계를 거쳐 전임상 시험 단계의 신약후보 화합물로 개발 될 예정입니다

간염 연구

한국파스퇴르연구소는 C형간염 세포 배양 시스템을 사용하는 전략을 고안하고 표현형 기반 타겟-프리 스크리닝을 실행하였습니다. 연구진은 복제 시스템에서 활성을 보이는 화합물은 제외하고 C형간염 바이러스 E1/E2의 진입 단계에 활성을 가지는 화합물을 선택하여 C형간염 바이러스 생활사의 초기 및 후기 단계를 억제하는 저해제 도출에 중점을 두고 연구를 진행하였습니다. 이를 통해 유효화합물을 도출하였으며, 선별된 후보물질에 대한 작용기전(MoA) 이해, 항바이러스 효능 검증 및 신약개발 후속 단계로 연계를 위한 주요 특성 연구를 추가적으로 진행하였습니다.

신규 작용기전을 가진 새로운 저해제 발굴을 목표로 한국파스퇴르연구소는 사노피(Sanofi) 및 연세대학교와 파트너쉽을 구축하였습니다. 연구진은 바이러스의 pgRNA(viral pregenomic RNA)에 위치한 엡실론(ε, HBV RNA encapsidation signal epsilon)과 HBV 중합효소의 (pol) 작용을 타겟으로 하는 화합물을 도출하기 위해 B형 간염 바이러스의 세포 기반 초고속대용량스크리닝 분석법(HTS Assay)을 고안했며, 110,000여개의 저분자 화합물을 스크리닝 하였습니다. 이를 통해 유효화합물을 도출하였고, 세포 배양 시스템을 통해 선별된 화합물의 특징을 분석하였습니다.

아울러 한국파스퇴르연구소와 사노피, 연세대학교는 만성 B형 간염 바이러스에 감염된 간세포에서 선천성 면역 기능을 복원하는 면역조절제를 식별하기 위해 310,000여개의 화합물을 초고속대용량스크리닝을 통해 분석하였으며, 이를 통해 B형 간염 바이러스 특이적 면역조절 물질을 분류하였습니다.
또한, 한국파스퇴르연구소는 B형 간염 바이러스 민감성 세포주를 활용하여 바이러스의 전체 생활사 억제를 타겟으로 하는 최첨단 초고속대용량스크리닝 분석법을 개발 중에 있으며, 이러한 분석법을 통해 저분자 화합물 뿐 아니라 천연 화합물을 분석할 예정입니다. 연구진은 이를 통해 도출된 유효물질을 정밀하게 분석하여 신규 작용기전과 약물 유사 특징을 가진 저해제를 선별, 초기단계의 구조-활성연관관계(SAR) 분석 연구로 연계할 예정입니다.

이러한 연구 활동 및 전략 수행을 통해 한국파스퇴르연구소는 새로운 만성 간염 치료용 신약개발을 가속화하는 새로운 전문 지식과 스크리닝 기술을 창출할 것입니다.

인플루엔자 연구

한국파스퇴르연구소의 인플루엔자 신약개발 프로그램은 지난 2012년 시작되었으며, 본 연구의 주 목적은 신종 및 재유행 인플루엔자 바이러스에 대한 새로운 치료 물질을 개발하는데 있습니다. 연구진은 숙주-병원체간 상호작용에 대한 이해를 바탕으로 새로운 표적(target) 및 치료 효능을 가진 있는 잠재적 선도물질을 개발하기 위해 타겟-프리 화학 유전체학 및 타겟 기반 접근법을 활용하고 있습니다. 신약개발 프로그램의 효율적으로 관리 및 실행을 위한 전문성을 갖춪 한국파스퇴르연구소의 연구진은 인플루엔자 치료용 화합물 개발과 새로운 타겟 도출을 위한 고유의 생물 기반 분석법(assay)을 구축 및 최적화하였습니다. 아울러 바이러스 감염 중 일어나는 항바이러스제, 바이러스, 그리고 다른 특정 표적 세포 간 상호작용을 분석하기 위한 연구를 지속적으로 수행하고 있습니다. 본 연구를 통해 새로운 항바이러스제의 기능 및 이들의 바이러스간 또는 세포 단백질간 작용기전을 밝히고, 이를 기반으로 수많은 사망자를 야기하고 높은 사망률로 인류를 위협하고 있는 신종 및 재출현 인플루엔자 바이러스에 효과적으로 대응할 수 있는 전략을 수립 할 수 있을 것입니다.

슈퍼박테리아 연구

'ESKAPE' 균이라고 불리는 박테리아의 소그룹 - 장구균, 황색포도상구균, 클레브시엘라 폐렴균, 카바페넴내성 아시네토박터균, 녹농균 및 엔테로박터 종 - 은 미국 병원내감염을 일으키는 원인의 40 % 이상을 차지하고 있으며, 감염병의 가장 큰 위협 중 하나입니다.

본 연구의 목적은 슈퍼박테리아에 효과적으로 대응하는 항생제 개발을 위해 항생제 내성 관련 대사 및 메커니즘과 같은 다양한 세균 생리학 분야의 지식과 노하우를 활용하는데 있습니다. 특히 연구진은 지역사회획득감염(community acquired bacterial infections) 및 병원내감염(hospital acquired bacterial infections)의 두 주요 원인인 녹농균 및 황색포도상규군을 타겟으로 치료제 연구를 진행하고 있습니다.

한국파스퇴르연구소는 연세대학교의 임상 과학자 및 연구원들과의 협력으로 녹농균에 효능을 가진 화합물을 도출하기 위한 혁신적인 생리학적 분석법(assay)을 개발하였습니다. 이 분석법을 활용하여 200,000여개의 화합물을 스크린한 결과 녹농균의 필수 대사를 평가하는 유용한 도구인 옥시티아민을 포함, 다수의 활성 화합물을 선별하였습니다. 연구진은 녹농균의 대사과정에 대한 이해를 바탕으로 황색포도상구균의 유출펌프에 특히 중점을 두고 항생제 내성 메카니즘을 연구할 예정입니다. 이러한 연구를 통해 박테리아의 생리를 심도있게 이해하고 새로운 항생제 개발의 가능성을 제시 할 수 있을 것입니다.

리슈마니아 연구

본 연구의 목적은 리슈마니아 감염을 저해하는 신규물질을 발굴하는 것이며 이를 위해 다음과 같이 두 가지 세부 연구 주제를 수행하고 있습니다. 첫째, 연구진은 한국파스퇴르연구소의 스크리닝 기술 및 화학 분야 전문가들과의 협력으로 새로운 선도화합물을 개발하고, 둘째, 키네토플라스트(Kinetoplast)라 알려진 기생충의 미토콘드리아를 포함하여 리슈마니아의 생태를 근본적으로 이해하기 위해 노력하고 있습니다.

동원핵편모충류(Kinetoplastida) 중 하나인 리슈마니아는 키네토플라스트라고 불리는 특이한 세포기관을 가지고 있습니다. 이 세포기관은 리슈마니아에게서만 관찰되기 때문에 이 기관을 타겟으로 하는 치료제를 개발하는 것이 가장 효과적인 방법으로 제시된 바 있습니다. 그러나 생물학적 특징에 대한 이해 부족으로 인해 이 특정 세포기관을 타겟으로 하는 저해제 발굴 연구에 어려움이 있었습니다.

이에, 연구진은 초고속대용량스크리닝 (High Throughput Screening) 시스템을 사용하여 선도화합물 개발 연구를 추진하는 동시에 연구소가 개발한 2차 분석법(secondary assays)을 활용하여 키네토플라스트를 타겟으로 하는 화합물을 선별하고 키네토플라스트의 기전을 이해하고자 합니다. 이 두 가지의 전략을 통해 궁극적으로 키네토플라스트를 표적(target)으로 하는 선도화합을 개발하고 리슈마니아 편모충 생체 내 감염 마우스 모델을 활용하여 화합물의 효능을 증명할 예정입니다. 아울러, 한국파스퇴르연구소의 분자기생충학, 생물물리학, 생화학 분야의 전문성을 활용하여 기생충 및 세포기관 수준에서부터 타겟 시스템을 분석하는 동시에 키네토플라스트 시스템에 관여하는 단백질을 분석할 것입니다.

종양생물학 연구

간암(Hepatocellular carcinoma, HCC)은 전 세계적으로 여섯 번째로 빈번히 발생하는 악성 종양으로 암질환 분야 사망 원인 2위를 차지하고 있습니다. 그러나 단일 또는 병행 치료법에도 불구, 아직까지도 환자들의 생존률과 삶의 질을 높힐 수 있는 효과적인 치료 방법이 없습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해서는 종양세포 및 미세환경 간의 크로스 토크(Cross-talk)에 대한 심층적 이해 및 암세포와 유사 암 줄기세포 사이의 상호작용에 대한 분석을 토대로 종양의 발생과 진행, 그리고 간암세포 내 화학요법 내성에 대한 연구가 충분히 진행되어야 합니다.

연구진은 2D/3D 혼합 배양시스템을 활용, 종양 억제제를 스크리닝하기 위한 생리학적으로 유의한 분석법(assay system)의 개발에 주력하고 있으며, 간암 치료를 위한 새로운 표적(target)을 정의하기 위해 간암 줄기세포 내 화학요법 내성에 대한 메카니즘의 규명에 집중하고 있습니다.