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식물 기반 코로나 백신 화제, ‘그린 백신’이란?
식물 기반 코로나 백신 화제, ‘그린 백신’이란?
  • 김수진 기자
  • 승인 2021.09.03 15:13
  • 댓글 0
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지플러스생명과학, 식물 기반 코로나19 백신 논문 국제학술지 게재
그린 백신, 동물 세포 기반 기술 대비 신속성과 안전성 확보
식물 플랫폼 통해 코로나19 백신 대량생산 기대
게티이미지뱅크
 식물 기반 그린 백신은 식물을 생산플랫폼으로 활용해 생산되는 재조합 단백질 백신으로, 안전성과 신속성, 경제성이 뛰어나다고 평가받는다ⓒ게티이미지뱅크

[바이오타임즈] 2019년 12월 중국 우한지역에서 코로나19 바이러스가 창궐한 지 어느덧 2년이 되어간다.

그간 전 세계의 바이오·제약회사들은 코로나19 바이러스 백신과 치료제를 개발하는 데 다양한 노력을 펼쳐왔으며, 현재 변이 바이러스에 대비하기 위해 부스터 샷 접종까지 고려하게 됐다.

여전히 많은 기업이 코로나19 백신과 치료제 개발에 사활을 걸고 있는 가운데, 최근 ㈜지플러스생명과학이 식물 기반 플랫폼으로 생산한 코로나19 백신에 관한 논문이 SCI급 주요 국제학술지 ‘Vaccines’에 게재돼 주목 받고 있다.
 

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◇그린 백신, 식물 기반 재조합 단백질 백신으로 안전성, 신속성, 경제성 뛰어나

식물 기반 백신이라고 하면 낯설게 느껴질 수 있으나, 기존 백신 개발에 사용되는 유정란이나 동물 세포 배양 기술보다 백신 후보 물질을 신속하게 생산할 수 있는 ‘그린 백신’이란 점에서 차별화된다.

지플러스생명과학의 식물 기반 그린 백신은 식물을 생산플랫폼으로 활용해 생산되는 재조합 단백질 백신으로, 안전성과 신속성, 경제성이 뛰어나 최근 미국과 캐나다 등에서 감염병 대응을 위한 최적의 기술로 각광 받고 있다.

식물은 지난 30여 년간 의약품 개발 분야에서 진단물질과 의약단백질을 생산하는 플랫폼인 ‘분자농업(Molecular Farming)’으로 활용됐다. 식물 분자농업이란 의약적 가치가 있는 화합물을 생산하기 위해 형질 전환된 식물의 유전공학적 농작물을 재배하고 수확하는 분야다. 진단물질에 활용되는 식물 단백질은 디아맨테(Diamante), OFR, 벤트리아바이오사이언스(Ventria Bioscience) 등의 기업이 생산하고 있다.

식물을 활용한 분자농업의 경우 아직 주요 생산플랫폼인 미생물이나 동물을 대체하지는 못하고 있다. 기존의 생산플랫폼은 지속적인 투자와 견고한 규제 체계가 갖춰져 있지만, 분자농업의 경우 이 같은 시스템이 아직 미흡하기 때문이다.

그러나 분자농업의 장점은 빠른 대처와 대량생산이 가능하다는 것이다. 따라서 이를 활용해 틈새시장을 형성하는 방법도 고려해 볼 만하다는 의견이 대두하고 있다. 특히, 최근 코로나19 사태처럼 예기치 않은 상황에서 대량의 수요를 충당할 수 있는 플랫폼이 필요한 경우, 분자농업이 그 역할을 할 수 있을 것으로 생명과학자들은 기대하고 있다.
 


◇국내는 지플러스생명과학이 선도적, 동물실험에서 높은 백신 효과 입증

지난해 퀸즐랜드 기술대학(Queensland University of Technology)은 담배를 활용해 코로나19 바이러스 백신을 개발하고 있다. 담배는 다른 식물보다 유전자를 많이 보유해 고품질의 백신과 항체를 대량 생산할 수 있는 후보군이다.

세계 2대 담배회사인 브리티쉬 아메리칸 토바코(British American Tobacoo)도 유전자 조작 담배에서 얻은 후보물질로 백신을 개발해 FDA로부터 지난해 말 인체 대상 임상시험 승인을 받았다. 회사는 현재 임상시험 중이며, 정부 기관의 지원만 있다면 일주일에 100만~300만 개를 대량 생산할 수도 있다고 언급했다.

메디케이지(Medicage)도 식물 기반 백신 후보물질인 VLPs(Recombinant Influenza Virus-Like Particles) 개발에 성공했다. 이 회사는 사스의 유전체 정보를 활용해 자체 기술력으로 코로나19 바이러스 백신 후보물질 생산에 성공했다. 백신뿐만 아니라 캐나다 라발 대학(Laval University)의 감염병연구센터와 협력해 항체 생산 연구도 진행하고 있다.

캘리포니아 대학(University of California)은 식물을 활용해 코로나19 바이러스 백신을 개발하고 있다. 주목할만한 점은 연구진들이 콩(Legume) 자체의 바이러스를 코로나19 바이러스처럼 보이도록 변형시켜 면역반응을 보이도록 설계했다는 것이다.

지플러스생명과학은 지난해 3월 식물 기반 코로나19 백신 개발에 본격적으로 착수했다. 회사는 자사의 식물 기반 플랫폼을 통해 코로나19 바이러스의 재조합 백신 후보 물질이 식물에서 발현되는 것을 확인했으며, 이를 바탕으로 본격적인 동물실험에 돌입했다.

회사는 앞서 지난해 1월 코로나바이러스의 유전자 정보가 공개된 직후 백신 후보물질로 유망한 스파이크 단백질 부분을 선정하고, 해당 유전자를 식물세포 발현용으로 최적화시켜 인공 합성했다. 이후 합성된 유전자를 식물 발현 벡터에 삽입하는 재조합 DNA를 제작했고 이를 식물체에 전달해 단백질 합성에 성공했다.

이번 Vaccines 저널에 게재된 지플러스생명과학의 논문은 식물 기반 플랫폼을 통해 개발한 백신 후보물질의 동물실험(마우스) 결과를 담고 있다. 회사는 우한 바이러스에 대한 중화항체 형성을 확인하는 등 높은 수준의 백신 효과를 입증했다고 설명했다.

특히, 지플러스생명과학은 크리스퍼가위 연구개발기업으로, 인체에 면역원성을 일으킬 수 있는 식물 특이적 당 사슬을 유전자가위로 편집한 N-글리칸(N-glycan) 변형 식물체에서 단백질을 생산해 부작용을 최소화할 수 있었다. 회사 측은 단백질 당패턴 공학이 적용된 식물체를 이용해 백신 후보 물질을 생산하는 것은 전 세계적으로도 선도적 입지에 있는 기술이라고 밝혔다.

지플러스생명과학은 자사의 식물 기반 백신에 관한 내용이 SCI급 주요 저널에 실려 국제적으로 기술력을 인정받았다고 판단하고, 향후 오송 식물호텔 시스템을 통해 백신 후보 물질을 대량 생산할 계획임을 밝혔다. 해당 시스템으로 1회 생산 당 약 2만 회 투여 분의 단백질 양산이 기대된다.

지플러스생명과학 관계자는 “현재 전 세계적으로 코로나19 팬데믹이 지속하고 있는 상황에서 재조합 백신 후보 물질이 하루빨리 임상시험에 성공해 환자들에게 공급될 수 있기를 기대한다”라며, “지플러스생명과학은 지속해서 그린 백신 기술을 선도해 나갈 것이며, 코로나19 외에도 다양한 질병에 활용할 수 있도록 연구를 지속해 나갈 것”이라고 밝혔다.

 

[바이오타임즈=김수진 기자] sjkimcap@biotimes.co.kr



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