팬데믹 기간 동안 의사들은 환자들이 코로나19 감염에 맞서 싸울 수 있도록 수혈된 단일클론 항체(실험실에서 생산된 항체)를 사용하고 있습니다. 이제 UC Davis 연구자들은 만성 통증과 싸우는 데 도움이 될 수 있는 단일클론 항체를 만들려고 노력하고 있습니다. 오피오이드를 대체할 수 있는 중독성이 없는 월간 진통제를 개발하는 것이 목표다.
이 프로젝트는 캘리포니아대학교 데이비스 의과대학 생리학 및 막생물학과 교수인 Vladimir Yarov-Yarovoi와 James Trimmer가 주도하고 있습니다. 그들은 타란툴라 독을 진통제로 바꾸려는 동일한 연구자들을 포함하는 다학제적 팀을 구성했습니다.
올해 초 Yarov-Yarovoy와 Trimmer는 국립 보건원의 HEAL 프로그램으로부터 150만 달러의 보조금을 받았습니다. 이는 국가의 오피오이드 위기를 억제하기 위한 과학적 솔루션을 가속화하려는 공격적인 시도입니다.
만성 통증으로 인해 사람들은 아편유사제에 중독될 수 있습니다. 질병통제센터 산하 국립보건통계센터는 2021년 미국에서 약물 과다복용으로 인한 사망자가 107,622명에 달할 것으로 추산했는데, 이는 2020년 사망자 추정치 93,655명보다 거의 15% 많은 수치입니다.
야로프 박사는 “생물학적 시스템을 이해하고 모델링하기 위해 컴퓨터를 사용하는 구조 및 전산 생물학 분야의 최근 혁신은 만성 통증 치료를 위한 우수한 약물 후보로서 항체를 생성하는 새로운 방법을 적용하기 위한 토대를 마련했습니다.”라고 말했습니다. 사이 상(Sai Award)의 주요 출연자 야로보이(Yarovoy).
Trimmer는 “단클론 항체는 제약 산업에서 가장 빠르게 성장하는 분야이며 기존의 소분자 약물에 비해 많은 이점을 제공합니다.”라고 말했습니다. 소분자 약물은 세포에 쉽게 침투하는 약물입니다. 그들은 의학에서 널리 사용됩니다.
수년에 걸쳐 Trimmer의 연구실에서는 다양한 목적을 위해 수천 개의 서로 다른 단일클론 항체를 만들어왔지만 통증을 완화하도록 설계된 항체를 만드는 것은 이번이 처음입니다.
미래 지향적으로 보이지만 미국 식품의약국(FDA)은 편두통 치료 및 예방을 위해 단일클론 항체를 승인했습니다. 새로운 약물은 칼시토닌 유전자 관련 펩타이드라고 불리는 편두통과 관련된 단백질에 작용합니다.
UC Davis 프로젝트는 전압 개폐 나트륨 채널이라고 불리는 신경 세포의 특정 이온 채널이라는 다른 목표를 가지고 있습니다. 이 채널은 신경 세포의 "구멍"과 같습니다.
“신경세포는 신체에 통증 신호를 전달하는 역할을 합니다. 신경 세포의 전위 개폐 나트륨 이온 채널은 통증의 주요 전달자입니다.”라고 Yarov-Yarovoy는 설명합니다. "우리의 목표는 분자 수준에서 이러한 특정 전달 부위에 결합하여 활동을 억제하고 통증 신호 전달을 차단하는 항체를 만드는 것입니다."
연구자들은 통증과 관련된 세 가지 특정 나트륨 채널인 NaV1.7, NaV1.8 및 NaV1.9에 중점을 두었습니다.
그들의 목표는 자물쇠를 여는 열쇠처럼 이러한 채널과 일치하는 항체를 만드는 것입니다. 이 표적 접근법은 신경 세포를 통해 전달되는 다른 신호를 방해하지 않고 채널을 통한 통증 신호 전달을 차단하도록 설계되었습니다.
문제는 이들이 차단하려는 3개 채널의 구조가 매우 복잡하다는 점이다.
이 문제를 해결하기 위해 그들은 Rosetta 및 AlphaFold 프로그램을 사용합니다. 연구자들은 Rosetta를 통해 복잡한 가상 단백질 모델을 개발하고 어떤 모델이 NaV1.7, NaV1.8 및 NaV1.9 신경 채널에 가장 적합한지 분석하고 있습니다. AlphaFold를 사용하면 연구자들은 Rosetta가 개발한 단백질을 독립적으로 테스트할 수 있습니다.
몇 가지 유망한 단백질을 확인한 후 실험실에서 생성된 신경 조직에서 테스트할 수 있는 항체를 만들었습니다. 인간의 실험은 수년이 걸릴 것입니다.
그러나 연구자들은 이 새로운 접근법의 잠재력에 대해 매우 기대하고 있습니다. 통증을 완화하려면 이부프로펜, 아세트아미노펜 등의 비스테로이드성 항염증제(NSAID)를 하루에 여러 번 복용해야 합니다. 아편계 진통제는 일반적으로 매일 복용하며 중독 위험이 있습니다.
그러나 단일클론 항체는 결국 신체에서 분해되기 전까지 한 달 이상 혈액 속에서 순환할 수 있습니다. 연구진은 환자들이 한 달에 한 번씩 진통제 단일클론 항체를 자가 투여할 것으로 예상했다.
Yarov-Yarovoy는 "만성 통증이 있는 환자에게 이것이 바로 필요한 것입니다."라고 말했습니다. “그들은 며칠이 아니라 몇 주, 몇 달 동안 고통을 경험합니다. 순환하는 항체가 몇 주 동안 지속되는 통증 완화 효과를 제공할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
다른 팀원으로는 EPFL의 Bruno Correia, Yale의 Steven Waxman, EicOsis의 William Schmidt 및 Heike Wolf, Bruce Hammock, Teanne Griffith, Karen Wagner, John T. Sack, David J. Copenhaver, Scott Fishman, Daniel J. Tancredi, Hai Nguyen 등이 있습니다. UC Davis의 Phuong Tran Nguyen, Diego Lopez Mateos 및 Robert Stewart.
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게시 시간: 2022년 9월 29일