워싱턴의과대학 연구팀이 실험쥐 모델에 코로나19 바이러스인 SARS-CoV-2를 성공적으로 감염시켰다. 치료제와 백신 개발에 박차를 가할 수 있을 것으로 보인다.

이번 연구로 실험쥐에 코로나19 바이러스를 성공적으로 복제했으며, 실험쥐의 생존력을 토대로 신약 개발 플랫폼을 확대할 수 있으리라는 전망이다.

연구를 진행한 마이클 다이아몬드 교수는 “가능한 빠른 시일 내에 백신과 치료법을 개발해야 한다. 동물 모델은 한계가 있다. 조사용 약물과 백신을 바로 사람에게 적용해야 한다. 상당히 많은 약물과 백신을 실험하고 질병의 진행 경로와 면역 반응을 관찰할 수 있기 때문에 실험쥐는 매우 유용한 존재다. 비용 대비 효과적이고 사람에게 안전하다”고 설명했다.

이전까지 실험쥐는 SARS-CoV-2에 감염되지 않는 것으로 알려졌다. 이전 연구에 따르면, 이 바이러스는 안지오텐신전환효소2(ACE2)로 알려진 단백질에 들러붙는데 이 단백질은 호흡기에 있는 세포 표면에서 볼 수 있다. 실험쥐도 ACE2를 가지고 있지만, 코로나19 바이러스가 인식할 수 없는 다른 것이다. 

중증급성호흡기증후군(SARS) 발병 당시, SARS-CoV-1은 사람의 ACE2 단백질을 감염시켰다. 사람의 ACE2 단백질을 가진 유전자 조작 실험쥐를 생산했지만, 사스가 사라지면서 이 실험쥐도 폐기됐다. 연구팀은 사람 ACE2 유전자를 경미한 호흡기 증상을 유발하는 아데노바이러스에 주입해 이전과 동일한 실험쥐 군집을 재현하기로 했다.

이후 복제할 아데노바이러스가 사용한 모든 유전자를 제거했다. 이 방법으로 바이러스는 숙주 세포를 공격 및 감염시킬 수 있지만, 복제는 불가능해졌다. 그리고 다시 변형시킨 아데노바이러스를 실험쥐 모델에 처치했다. 며칠 뒤, 실험쥐는 인간 ACE2를 만들어내 코로나19에 취약한 상태가 됐다.

다시 5일 후, 실험쥐의 코를 통해 SARS-CoV-2 바이러스를 주입했고 연구팀은 실험쥐에게서 코로나19 증상을 관찰할 수 있게 됐다. 코로나19 바이러스는 감염된 실험쥐의 호흡관에서 매우 빠르게 확산됐다. 바이러스 수치는 매우 높았으며 코로나19 환자와 유사하게 염증을 동반한 폐렴 증상도 나타났다. 실험쥐는 감염된 동안 기존 체중의 10~15%가 줄었지만, 회복할 수 있었다.

SARS-CoV-2에 감염된 실험쥐 연구를 통해 바이러스의 주요 기관 공격 방식과 복제 방법의 미스터리를 풀 수 있게 됐다. 학자들은 바이러스 메커니즘에 대한 데이터를 얻고 이번 팬데믹 초기부터 알 수 없었던 여러 질문에 대한 답을 구할 수 있게 됐다. 실험쥐의 생존 능력은 코로나19 치료 및 백신 모델 실험의 새 플랫폼을 열었다고 평가받고 있다. 실험쥐는 약물의 효능과 독성, 민감성을 보여줬으며 알레르기 반응 가능성도 제시했다. 이를 통해 임상 전 테스트에서 약물 후보군 개발 속도를 높일 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.