코로나19 팬데믹은 신종바이러스 감염병이 우리의 일상생활에 미칠 수 있는 막대한 영향력을 보여주는 극적인 예로서, 감염병 대비·대응에 대한 중요성을 깊이 일깨워 주었습니다. 인수공통바이러스연구팀은 신종바이러스 감염병에 대한 연구를 수행하고 있으며, 특히 저분자 화합물과 단일클론 항체를 이용한 치료제 개발을 진행하고 있습니다. 본 연구팀은 전세계에서 가장 먼저 코로나19 약물재창출 스크리닝 결과를 공개했으며, 실제 발굴된 몇 가지 약물 후보들은 현재 다수의 국가에서 임상 2상 또는 3상을 진행 중입니다. 인수공통바이러스연구팀은 코로나19 및 그 외의 코로나바이러스(메르스, SARS-CoV), 지카 및 뎅기와 같은 모기 매개 감염병 연구도 수행하고 있으며 진드기 매개의 중증열성혈소판감소증후군(SFTS) 바이러스도 연구 중입니다. 이러한 신종바이러스 연구 역량을 활용해 연구소 내 신약개발 프로젝트와 국내외 다양한 연구기관들의 치료제 및 백신 연구개발을 지원하고 있습니다.

현재의 결핵 치료법은 장기간의 치료를 요하며, 특히 기존 약제에 내성을 보이는 결핵균의 등장으로 인해 새로운 대응전략을 찾는 것이 매우 시급합니다. 결핵균의 주요한 특징은 이들이 대식세포 내에서 생존하며 증식한다는 점입니다. 이러한 특징에 기초하여 연구진은 숙주세포 내 결핵균의 번식을 저해하는 후보물질을 탐색할 수 있는 이미지(표현형) 및 세포 기반 분석법(assay)을 개발하였습니다. 형광표지된 결핵균에 감염된 살아있는 대식세포를 형광 표지하여 활용하는 이 분석법을 적용하면 자동화 공초점 형광 현미경을 통해 대식세포 내 결핵균의 성장을 관찰할 수 있습니다. 실험의 결과로 도출된 화합물은 후속연구 단계를 거쳐 전임상 후보물질로 개발됩니다.

B형 간염은 간질환을 일으키고 간암으로 악화시 생명을 위협하나, 현재의 만성 B형 간염 치료제로는 환자를 완치시키지 못합니다. 응용분자바이러스연구팀은 B형 간염 바이러스의 전체 생활사를 연구할 수 있는 혁신적인 연구법을 제시함으로써 정체되어 있던 B형 간염 신약개발 연구에 활기를 불어넣었습니다. 연구진은 감염성 B형 간염 바이러스 입자를 활용해 바이러스의 전체 생활사를 대상으로 스크리닝을 수행할 수 있는 첨단 세포배양 스크리닝 플랫폼을 구축했으며, 이를 활용해 새로운 항바이러스제 후보물질을 도출했습니다. 또한, 감염성을 가진 B형 간염 바이러스를 정량화하고 감염성을 평가할 수 있는 바이러스 말단 희석 분석법을 구축해 신약개발 연구에 접목했습니다. 이러한 일련의 노력을 통해 만성 B형 간염 치료제 개발을 가속화하는 새로운 전문 지식과 기술 창출에 기여하고 있습니다.

항생제내성은 오늘날 인류의 건강을 위협하는 심각한 보건이슈입니다. 한국파스퇴르연구소는 슈퍼박테리아에 효과적으로 대응하는 항생제 개발을 위해 항생제내성과 관련된 대사/메커니즘 등 생리학 분야의 다양한 지식과 노하우를 활용하고 글로벌 협력을 확대하고 있습니다. 항생제내성연구팀은 특히 지역사회감염(community acquired bacterial infections) 및 병원내감염(hospital acquired bacterial infections)의 주요 원인인 녹농균 및 황색포도상구균을 타겟으로 하여 치료제 개발 연구를 진행하고 있습니다. 연구진은 국내 임상 과학자 등과의 협력을 기반으로 녹농균에 효능을 가진 화합물을 도출하기 위한 혁신적인 분석법(assay)을 개발했으며, 스크리닝을 통해 다수의 활성 화합물을 선별하였습니다. 아울러, 녹농균의 대사 과정에 대한 이해를 바탕으로 황색포도상구균의 유출펌프에 중점을 두고 항생제내성 메커니즘 연구를 수행하고 있습니다. 또한, 전 세계 도심환경 내 마이크로바이옴에 대한 연구를 수행하는 메타서브(MetaSUB) 컨소시엄에 참여해 지역사회 항생제내성 분포 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 활동을 통해 박테리아의 생리를 심도있게 이해하고 새로운 항생제 개발의 가능성을 제시할 수 있을 것입니다.

한국파스퇴르연구소는 리슈마니아 감염을 저해하는 신규물질 발굴을 위해 다음과 같이 두 가지 세부 연구 주제를 수행합니다. 첫째, 연구소 내 스크리닝 및 화학 분야 전문가들과 협력해 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(HTS) 시스템을 사용하여 선도화합물 개발 연구를 추진하는 동시에, 자체 개발한 2차 분석법(secondary assay)을 활용하여 키네토플라스트를 타겟으로 하는 화합물을 선별하고 기전 연구를 수행하고 있습니다. 이 두 가지 전략을 통해 키네토플라스트를 표적(target)으로 하는 선도화합을 개발하고 리슈마니아편모충 생체 내 감염 마우스 모델을 활용하여 화합물의 효능을 검증합니다. 또한, 연구소 내 분자기생충학, 생물물리학, 생화학 분야의 전문성을 활용해 기생충 및 세포기관 수준에서부터 타겟 시스템을 분석하는 동시에 키네토플라스트 시스템에 관여하는 단백질을 분석합니다.

간암(Hepatocellular carcinoma, HCC)은 암질환 분야 주요 사망 원인으로 꼽히지만, 환자의 생존율과 삶의 질을 높일 수 있는 효과적인 치료 방법은 아직 없습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 종양세포와 미세환경 간 크로스 토크(Cross-talk)에 대한 심층적 이해가 필요하며, 이를 바탕으로 종양의 발생과 진행, 그리고 간암세포 내 화학요법 내성에 대한 연구가 충분히 진행되어야 합니다. 첨단바이오의학연구팀은 인체 내 환경을 본뜬 3차원 종양미세환경을 구축하고 생리학적으로 유의한 분석법(assay system)을 개발했으며, 이를 스크리닝에 접목해 화합물, 천연물, 재조합단백질 등을 대상으로 혁신적인 간암 치료제 후보물질을 도출하고 새로운 표적(target)을 규명하기 위한 연구에 박차를 가하고 있습니다. 또한, 3차원 다세포성 구상체 연구모델을 다양한 감염병 치료제 연구에 접목하기 위한 전략을 수립하고 있습니다.