요약: 노로바이러스(norovirus) 감염은 바이러스성 위장염의 가장 흔한 원인이다. 한 연구팀이 최근에 그 바이러스의 구조적인 구성을 더 잘 특징짓는데 사용될 수 있는 ‘나노체(nanobodies)’를 만들었다. 그들은 이들 나노체들이 임상 대변 표본들에서 그 바이러스를 감지하고 온전한 노로바이러스 입자들을 해체할 수 있다는 것을 발견했다. 그러한 나노체들은 잠재적으로 임상에서 노로바이러스 감염의 증상을 더 잘 감지할 뿐만 아니라 또한 치료하는데도 사용될 수 있을지도 모른다.
보통 치명적이지는 않지만, 매우 전염성이 높은 노로바이러스에 감염되면 과도한 구토와 설사와 같은 많은 불쾌한 증상들로 이어질 수 있다. 현재의 치료 선택권들은 환자의 재수화에 제한된다.
“덧붙여, 노로바이러스들은 지속적으로 진화하는 다양한 변종들로 나온다. 이것은 이미 존재하는 감염과 싸우는 항바이러스 요법뿐만 아니라 감염에 대항하여 보호하기 위한 효과적인 백신을 개발하는 것을 특히 어렵게 한다”고 하이델베르크대(Heidelberg University) 독일 암연구센터(German Cancer Research Center (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ))에서 노로바이러스에 대한 CHS 연구 그룹을 이끌고 있는 바이러스 학자인 Grant Hansman은 말했다.
Hansman의 연구팀은 최근에 Nano-85라고 불리는 “나노체”가 배양에서 온전한 노로바이러스와 같은 입자들(intact norovirus-like particles (VLPs))에 결합할 수 있다는 것을 발견했다. 나노체들은 항체들과 매우 비슷한데, 이것들은 항원들을 인식하고 결합한다.
“그러나, 나노체들은 전통적인 단일클론 항체들보다 훨씬 더 작고 더 안정적이고 만들기 더 쉽고, 비용-효과적”이라고 Hansman은 말했다. 흥미롭게도, Nano-85는 다양한 다른 노로바이러스 변종들로부터 VLPs를 인식할 수 있었다.
연구자들은 그 다음에 그 나노체를 그 바이러스에 감염된 환자들로부터 나온 대변 표본에서 시험했다. 이 경우에, Nano-85는 노로바이러스 RNA에 대해 양성으로 이미 알려진 표본들의 1/3에서 감지할 수 있었다.
“노로바이러스들은 항상 변하기 때문에, 출현하는 노로바이러스들을 감지하기 위한 더 강력한 도구들이 필요하다. 우리는 여전히 Nano-85를 사용하여 감지를 최적화할 필요가 있지만, 우리는 그것이 장래에 더욱 진단 도구로서 사용될 수 있기를 바란다”고 Hansman은 설명했다.
용액에서, Nano-85는 또한 튀어나온(P) 도메인으로 알려진 VLP의 특정한 부분에 결합할 수 있었다. VLPs처럼, Nano-85는 다양한 변종들로부터 P 도메인을 인식했다.
Hansman은 P 도메인을 “기본적으로 그 바이러스로부터 대못처럼 튀어나온” 구조로 기술했다. “따라서 그것은—바람부는 날 언덕에 있는 풀처럼—어느 정도의 유연성을 가진다. 모양을 바꾸는 이 능력은 그 바이러스가 면역계에 의한 인식을 피할 수 있게 해주지만—또한 공격에 더 취약하게 할 수 있다”고 Hansman은 덧붙였다.
X-선 결정학이라고 불리는 기술을 이용해서, 그 연구자들은 Nano-85와 P 도메인이 결합을 형성하는 특정한 부위와 함께, Nano-85/P 도메인 복합체의 분자 구성요소와 모양을 결정할 수 있었다. Hansman은 “우리가 아는 한, 이것은 나노체 P 도메인 복합체의 분자 구조가 노로바이러스에 대해서 결정된 첫 번째”라고 말했다.
흥미롭게도, 조사자들은 Nano-85가 P 도메인에 결합하는 부위는 실제로 그 바이러스 입자의 표면 아래에 숨어있다는 것을 알아냈다.
“바이러스의 관점에서, 이것은 잠재적으로 취약한 부위를 공격으로부터 보호하려는 전략일 수 있다”고 Hansman은 설명했다.
그러나, 그들이 전자 현미경을 이용해서 그 상호작용의 고배율 이미지를 만들려고 했을 때, 그들은 그들이 온전한 VLPs를 찾을 수 없다는데 놀랐다. 이것은 그들이 Nano-85 자체가 실제로 VLPs가 분해되게 하고 있다고 믿게 했다.
이들 발견의 의미를 기술하면서, Hansman은 “만약 Nano-85가 실제로 온전한 VLPs가 분해되게 하고 있다면, 이것은 노로바이러스 항바이러스 요법을 개발하는데 매우 전망이 있는 원리가 될 수 있을 것이다. 이것은 암 환자들과 같은 면역억제된 대상들에게 특히 유익할 수 있을 것이다. 감염에 대항하여 보호하는 백신을 투여하는 것은 그 환자의 면역계를 압도할 것이다. 그러나, 만약 그나 그녀가 감염을 제거하기 위해서 항바이러스제를 받을 선택권이 있다면, 노로바이러스는 훨씬 덜 위험해진다”고 말했다.
Journal Reference: Anna D. Koromyslova, Grant S. Hansman. Nanobody Binding to a Conserved Epitope Promotes Norovirus Particle Disassembly. Journal of Virology, 2015; 89 (5): 2718 DOI: 10.1128/JVI.03176-14
