## 배경 ### 감염 세포만 표적하는 치료제의 부재 기존 항바이러스제는 대부분 바이러스의 특정 표면 단백질이나 복제 효소를 직접 저해하는 방식을 취해왔다. 이 같은 접근법은 변이 바이러스가 지속해서 등장할 때마다 약물 저항성이 생겨 치료 효능이 급격히 떨어지는 한계를 지닌다. 환자의 정상 세포 손상 없이 바이러스 감염 세포만을 핀포인트로 사멸시키는 치료 기술 개발의 필요성이 오랫동안 제기되어 온 이유다. ### 세포사멸 기전의 미개척 가능성 인체 면역계에는 감염 세포막에 공극을 형성해 세포 자폭을 유도하는 면역 단백질 가스더민 D(GSDMD)가 존재한다. GSDMD는 강력한 면역 유도 기능을 발휘하지만, 무절제하게 활성화될 경우 전신 염증 반응을 일으킬 위험이 크다. 이에 연구진은 GSDMD 분자 구조와 메신저 리보핵산(mRNA) 백신 전달 기술을 융합해 감염 세포 내부에서만 선택 작동하는 안티바이러스 치료 전략에 착수했다. ## 핵심 발견 ### 바이러스 효소로 가동되는 자폭 스위치 설계 국제 연구진은 GSDMD 단백질의 자체 절단 부위를 바이러스 전용 단백질 분해 효소가 특이적으로 인식하는 서열로 교체 재설계했다. 이어 인공 개조된 GSDMD 유전자를 지질나노입자(LNP)로 캡슐화해 '바이러스 절단 활성 세포사멸(VID)' 활성제 mRNA(VIDA mRNA)를 제작하는 데 성공했다. 감염되지 않은 정상 세포 내부에서 이 mRNA는 반응성이 없는 프로테인 상태를 유지하게 된다. 반면 바이러스에 감염되어 바이러스 분해 효소가 생성되는 순간 해당 서열이 절단되며 GSDMD가 즉각 활성화되는 원리다. 활성화된 GSDMD는 세포막에 공극을 형성해 감염 세포를 세포사멸로 이끈다. ### 생체 내 항바이러스 효과와 면역 유도 동물 모델 실험에서 VIDA mRNA는 A형 간염 바이러스(HAV)의 복제와 체외 배출을 완벽히 차단했다. 감염 세포가 자폭하는 과정에서 내부 항원과 염증 신호 물질이 외부로 방출되어 주변 면역세포를 적극 동원하는 '사멸 및 경보(kill-and-alert)' 기전이 입증됐다. 이 작용으로 간 조직 손상이 대폭 완화됐으며, 주변 비감염 세포의 면역 반응도 한층 강화됐다. 연구진은 이 플랫폼이 지카 바이러스(ZIKV) 및 중증열성호흡기증후군 코로나바이러스 2(SARS-CoV-2) 제어에도 동일하게 작용함을 입증했다. ### 생성형 AI를 활용한 표적 정밀화 연구진은 생성형 인공지능(AI) 프레임워크를 도입해 SARS-CoV-2의 메인 프로테아제(Mpro)를 고도로 정밀 타격하는 전용 절단 서열을 도출했다. AI로 설계된 최적화 VIDA mRNA는 기존 서열 대비 월등히 우수한 바이러스 억제 효능을 나타냈다. ## 의미와 전망 ### 변이 바이러스 대응을 위한 범용 플랫폼 VIDA mRNA 플랫폼은 바이러스 복제에 필수적인 효소 작용을 역이용하므로 바이러스가 약물 저항성 변이를 형성하기 어렵다. 만약 바이러스가 VIDA 절단 서열을 회피하도록 변이를 일으키면 바이러스 자신의 자체 복제 기능마저 손상되기 때문이다. 표적 바이러스 종류가 변경되더라도 mRNA 내부 절단 서열 부위만 교체하면 즉시 대응할 수 있어 신종 감염병 대비 범용 플랫폼으로서 가치를 입증했다. ### 상용화를 위한 향후 과제 실제 임상 적용을 위해서는 간 표적 이외 다양한 장기로 LNP를 정밀 전달하는 전달체 기술이 수반되어야 한다. 아울러 체내 정상 프로테아제에 의한 비의도적 절단 반응으로 자가면역 질환이나 정상 조직 손상이 유발되지 않도록 엄격한 안전성 검증이 요구된다.