연구자들은 인간에게 단순 포진 바이러스를 전파하는 효소를 효과적으로 억제하는 분자를 개발했습니다. 그들은 이번 발견이 단순 포진 감염 및 기타 바이러스뿐만 아니라 암과 같이 이 효소에 의존하여 확산되는 질병에 대한 새로운 치료법으로 이어질 수 있다고 말합니다.

많은 성인이 단순 포진 바이러스 1형(HSV-1)에 감염되어 있습니다. 이 질병은 대개 성가신 구순포진으로 나타나지만 드물기는 하지만 더 심각한 뇌나 눈 감염으로 이어질 수도 있습니다. 이전 연구에서는 헤파토글리카나제(HPSE)가 HSV-1, 기타 바이러스 및 암의 전염에 관여한다는 증거를 제시했습니다.

헤파린 황산염은 모든 조직의 세포외 기질(ECM)과 거의 모든 세포의 표면에서 발견되며, 여기서 세포 간 상호 작용을 조절하고 ECM의 건강을 유지하는 역할을 합니다. 헤파린 황산염을 분해하거나 절단하는 것으로 알려진 유일한 효소는 HPSE입니다. 일반적으로 이는 통제된 방식으로 분해되어 신체의 다른 곳에서 생물학적 과정에 필요한 분자를 방출합니다. 그러나 황산헤파린은 HSV-1을 포함한 많은 바이러스의 세포 진입 및 방출에도 역할을 하며, HPSE의 과발현 및 조절되지 않은 황산헤파린 절단은 비정상적인 세포 활성화 및 심각한 조직 손상을 초래할 수 있습니다.

바이러스와 암의 확산을 돕는 HPSE의 역할 때문에 연구자들은 HPSE를 억제하는 방법을 개발하기 위해 노력해 왔습니다. 이제 시카고 일리노이 대학이 이끄는 연구자들은 HSV-1의 확산을 억제하는 분자를 발견하여 바이러스와 암에 대한 효과적인 치료법에 한 걸음 더 다가섰습니다.

이번 연구의 교신 저자인 Deepak Shukla는 “우리는 이 억제제가 헤르페스 바이러스에 대해 작용한다는 것을 보여주었지만 다양한 질병에 사용될 가능성이 있음을 보여주었습니다.”라고 말했습니다.

이전 연구에서 연구자들은 HSV-1이 헤파린 황산염 합성을 조절하여 감염과 바이러스 확산을 최적화하는 방법을 확인했습니다. 현재 연구에서 그들은 다양한 설탕을 설계 및 합성하고 HPSE 활동을 억제하는 능력을 평가했습니다. 설탕은 탄수화물의 구성 요소이며 구성 단위체의 수에 따라 분류됩니다. 예를 들어, 두 개의 단당류(단당류)가 함께 결합하여 이당류를 형성하는 반면, 올리고당은 2~10개의 단당류를 포함합니다.

HSV-1은 눈의 각막 감염인 안구 헤르페스나 헤르페스 각막염을 유발할 수 있기 때문에 연구진은 바이러스에 감염된 인간 각막 상피 ​​세포에서 다양한 당을 테스트했습니다. HSV-1 감염 전 또는 감염과 동시에 이러한 화합물을 투여한 결과, 육당류와 팔당류로 처리한 후 샘플 내 세포외 바이러스의 양이 크게 감소하고 바이러스 확산이 억제되는 것으로 나타났습니다.

연구진은 이러한 설탕으로 처리된 세포를 조사한 결과 표면 헤파린 황산염의 수준이 상당히 증가한 것을 관찰했는데, 이는 HSV-1에 감염되지 않은 세포의 수준과 유사합니다. 연구진은 또한 세포의 이동 능력이 크게 향상되어 상처 치유가 개선되었음을 나타냈으며, 이는 육당류와 팔당류의 항바이러스 활성으로 인해 발생한다고 믿고 있습니다.

연구 결과를 바탕으로 연구자들은 이러한 설탕 화합물이 세포로의 바이러스 진입을 차단하고 바이러스 방출을 차단하는 이중 작용 방식을 가지고 있다고 결론지었습니다.

세포 생존을 촉진하는 활동에서 HPSE의 역할로 인해 HPSE 억제제를 개발하려는 이전 시도는 독성 문제에 직면했습니다. 여기서 연구자들은 활성 화합물이 각막 세포에 독성이 있다는 증거를 발견하지 못했습니다. 또한 HPSE 억제제는 일반적으로 혈액 응고를 방지하기 위해 사용되는 헤파린 기반 약물이므로 출혈을 유발할 수 있습니다. 연구진이 사용한 육당류와 팔당류에는 헤파린의 항응고 활성을 활성화하는 데 중요한 이당류 단위가 포함되어 있지 않기 때문에 출혈은 문제가 되지 않았습니다.

연구진은 "각막 세포에서 HPSE를 억제하는 것은 상처 치유와 안구 염증 조절에 중요하다. 종합적으로 볼 때, 이러한 관찰은 HPSE 억제제가 바이러스 방출과 그에 따른 다른 세포 및 조직으로의 확산을 예방할 수 있음을 시사한다"고 말했다.

연구자들은 HPSE 억제제가 임상적으로 사용될 준비가 되기 전에 아직 해야 할 일이 많다고 말합니다. 그럼에도 불구하고 이는 HSV-1, 기타 바이러스 및 암에 대한 새로운 치료법을 개발하기 위한 중요한 단계입니다.

이 연구는 AngewandteChemie 저널에 게재되었습니다.