현재 사용하고 있는 HIV치료법의 보완방법으로서 세포자살을 막는 방법이 제시되고 있다. HIV감염은 대규모 면역세포의 자살을 가져온다. 이 과정은 세포의 자기파괴과정을 막는 실험약물을 이용해 막을 수 있다는 연구결과가 발표되었다. 연구자들은 현재 HIV환자들에 대한 임상실험을 제안하고 있다. 현재 HIV치료법은 이 바이러스에 의해 만들어진 주요 단백질을 표적으로 하는 방법이다. 하지만 세포배양을 통한 실험을 통해서 숙주세포의 단백질을 표적으로 하는 방법은 HIV감염에 직면한 면역시스템을 보존하는 대안적인 접근법이 될 수 있다는 주장이 학술지 <사이언스>와 <네이처>지에 발표되었다.

이 논문은 또한 10년 이상된 문제를 해결하고 있다: 왜 감염과 싸우는 면역세포가 HIV를 만나면 죽게 되는가? 지난 2010년에 이루어진 연구에 의하면 HIV는 직접적으로 CD4세포라 불리는 이들 세포의 대부분을 죽이지 않는다. 대신, 이 세포는 자기파괴적이다. 최근 연구의 공동저자이면서 샌프란시스코의 글래드스톤 바이러스-면역학 연구소 (Gladstone Institute of Virology and Immunology)의 분자 바이러스학자인 워너 그린 (Warner Greene)은 “이것은 살인이라기 보다는 자살에 가깝다”고 말했다.

최근 이루어진 연구에서 그린의 연구팀은 이러한 ‘부전감염(abortive infection)’을 조사했다. 이들은 세포에서 바이러스 DNA를 감지하는 센서를 찾았으며 자살적 반응을 활성화시킨다(Monroe, K. M. et al. 2013). 그리고 연구자들은 세포 자살의 대부분이 죽어가는 세포가 강력한 염증성 반응을 촉진시키는 세포사멸 (pyroptosis)이라고 불리는 과정을 통해 일어난다고 말했다 (Doitsh, G. et al. 2013). 이 세포사멸 과정에 연관되는 주요한 단백질은 카스파제 1 (caspase 1)이며 실험을 통해 만들어진 카스파제-1 억제제는 매사추세츠 캠브리지에 위치한 제약회사인 베어텍스 파마수티컬스 (Vertex Pharmaceuticals)사에 의해서 만들어졌다. 이 약물은 잠재적으로 간질 치료를 목적으로 하는 인간을 대상으로 테스트되었다.이 약물인 VX-765는 간질환자를 돕는데 실패했지만 6주에 걸친 긴 연구를 통해서 이 약물이 안전하다는 것이 입증되었다.

그린의 연구팀은 인간의 편도선과 비장에서 배양된 HIV에 감염된 세포에서 VX-765를 테스트했다. 그 결과 이 약물은 세포사멸을 막고 있으며, CD4세포의 죽음을 예방하고 염증을 억제한다. 그린은 이러한 접근법은 앞으로 HIV에 감염된 970만 명의 사람들에게 사용되고 있는 항바이러스 약물의 대안 또는 부가치료제로 사용될 수 있을 것이라고 예상하고 있다. 카스파제-1 억제제는 바이러스보다는 숙주 단백질을 표적으로 하고 있으며 HIV는 이 치료에 대해서 저항성을 가질 수 있는 가능성은 낮다고 미국 메릴랜드 베데스다에 위치한 국립 알레르기 및 전염병 연구소 (National Institute of Allergy and Infectious Diseases)의 소장인 앤토니 파우치 (Anthony Fauci)는 말했다. 하지만 어떤 새로운 HIV치료법은 현재 사용될 수 있는 30여 개의 항레트로바이러스 약물과의 경쟁에 직면하게 될 것이다. 파우치는 “항레트로바이러스 약물을 대체해야 한다”고 말했다.

왜 HIV 감염이 CD4세포를 죽이는지를 이해하는 것은 연구자들에게는 중요한 단계라고 파리에 위치한 초국적 제약업체인 사노피 (Sanofi)사의 수석과학자인 개리 네이블 (Gary Nabel)은 말했다. 그는 “우리는 언제 이 세포가 바이러스에 감염되기 보다 죽는가를 이해할 필요가 있다. 그리고 어떻게 이 바이러스가 감염에 대해서 세포 자살의 반응을 회피할 수 있는가를 이해해야 한다”고 말했다. 하지만 네이블은 또한 조심스러운 접근을 요구하고 있다. 그는 그린의 연구팀이 부전감염이라고 생각하고 있는 일부 감염은 면역세포가 생존할 수 있다면 진전될 수 있을 것이라고 말했다. 그는 “세포죽음을 막는 방법은 HIV의 측면에서는 양날의 검이 될 것이다. 죽음은 만일 T-세포가 ‘바이러스에 감염되어서 다른 세포로 확산되기 전에 나는 죽을 것’이라고 말할 때 보호될 수 있을 것”이라고 언급했다.

그린은 연구팀이 감염을 활성화하는데 진전의 증거를 조사하려고 했지만 아무것도 발견하지 못했다는 주장에 대해서는 반대했다. 그는 “세포사멸은 생산적인 감염으로부터 숙주를 보호하는 전략은 아니다. 대신이 이것은 사실 에이즈로의 임상적인 진전을 촉진하는 경로”라고 말했다.

출처: <네이처> 2013년 12월 21일 (Nature doi:10.1038/nature.2013.14422) / KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-12-26
원문참조:

Monroe, K. M. et al. Science http://dx.doi.org/10.1126/science.1243640 (2013).
Doitsh, G. et al. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature12940 (2013).
Doitsh, G. et al. Cell 143, 789?801 (2010).