대량 항체 분석 플랫폼 개발, 면역 치료와 백신 연구 가속화

 

 

일리노이 대학교 어바나-샴페인 캠퍼스 연구진이 한 번에 대량의 항체를 제작하고 분석할 수 있는 새로운 플랫폼을 개발하며 항체 연구와 면역 치료, 백신 개발의 속도를 획기적으로 높일 수 있는 가능성을 열었다. 항체는 면역 체계의 핵심 구성 요소이자 다양한 질병 치료와 백신 개발의 핵심이지만, 기존 연구 방식은 느리고 비용이 많이 드는 데다 인력 소모도 상당했다. 이번 연구는 이러한 한계를 극복할 수 있는 새로운 접근법을 제시했다.

연구진이 개발한 ‘oPool+ 디스플레이’는 수백에서 수천 개의 항체를 동시에 제작하고 다양한 항원 변이체에 대한 결합 특성을 분석할 수 있는 플랫폼이다. 이를 통해 연구팀은 주요 인플루엔자 표적 단백질인 헤마글루티닌에 결합하는 항체의 공통적 특징을 밝혀냈다. 연구를 주도한 니콜라스 우 교수는 “이 방법을 활용하면 항체 기반 치료제와 면역 요법, 백신 개발을 전례 없는 속도로 진행할 수 있다”고 말했다.

전통적으로 항체 연구는 한 번에 한 항체씩 진행되었으며, 한 사람의 연구자가 하나의 항체를 제작하고 분석하는 데 몇 주에서 몇 달이 소요되기도 했다. 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해, 서로 다른 출처에서 확보한 약 300개의 항체 변이체를 포함한 라이브러리를 구축했다. 이후 기존의 대량 합성 기술과 결합 분석 플랫폼을 결합하여 수백 개 항체를 다양한 인플루엔자 변이형 헤마글루티닌에 시험, 항체-항원 상호작용을 평가했다.

이 접근법은 단기간에 수천 개 항체를 평가할 수 있게 해 연구 속도를 크게 향상시켰고, 재료비와 인건비 또한 80~90%까지 절감할 수 있었다. 연구의 제1저자인 대학원생 웬하오 오우양은 “빠르고 대량으로 처리할 수 있는 방법을 통해 특정 질병에 대해 효과적인 항체 후보를 신속하게 찾을 수 있다”며 “이는 임상 적용 가능성이 높은 치료제를 개발하는 데 결정적 기여를 할 것”이라고 설명했다.

oPool+ 디스플레이는 각 항체의 결합 특성을 정밀하게 프로파일링할 수 있어, 치료제 후보를 선별하는 데 최적화되어 있다. 동시에 다양한 사람들의 항체 반응에서 공통적으로 나타나는 특징을 분석, 모든 사람에게 효과적인 백신 개발의 기반을 마련할 수 있다. 오우양은 “면역 체계가 개인마다 다르기 때문에, 광범위하게 효과적인 백신을 개발하기 어려운 점이 있었지만 이 플랫폼을 통해 공통 특성을 빠르게 확인할 수 있었다”고 말했다.

연구진은 앞으로 oPool+ 디스플레이의 용량을 수천 개에서 수만 개 항체까지 확대할 계획이다. 이 플랫폼은 인플루엔자뿐만 아니라 바이러스, 박테리아, 암과 같은 다양한 병원체에 대한 항체 분석에도 활용 가능하다. 또한, AI 모델과 결합해 항체 구조를 예측하고 실험 데이터를 통해 지속적으로 검증·개선하는 새로운 전략도 추진 중이다. 오우양은 “AI가 생성한 예측을 실시간으로 검증하고 피드백함으로써 정확성을 높일 수 있다”며, 향후 신종 병원체 등장 시 신속한 항체 치료제와 백신 후보 탐색에도 큰 도움이 될 것이라고 덧붙였다.