A new type of medicine, custom-made with tiny proteins | Christopher Bahl

번역: dahee yun 검토: Jihyeon J. Kim

I'm a protein designer.

저는 단백질을 설계합니다.

And I'd like to discuss a new type of medicine.

신약에 관해 이야기하려 합니다

It's made from a molecule called a constrained peptide.

구속성 펩티드라고 불리는 분자로 만들어졌는데

아직 구속성 펩티드를 적용해 만들 수 있는 약의 수는 적지만

There are only a few constrained peptide drugs available today,

앞으로 10년 안에 이를 이용해 많은 신약이 개발될 것입니다

but there are a lot that will hit the market in the coming decade.

이제 신약들은 무엇으로 만들어지는지,

Let's explore what these new medicines are made of,

무엇이 특별한지,

how they're different and what's causing this incoming tidal wave

그리고 이 흥미로운 신약이 급증하는 원인에 대해서 말해보겠습니다.

of new and exciting medicines.

Constrained peptides are very small proteins.

구속성 펩티드는 매우 작은 단백질이고

They've got extra chemical bonds that constrain the shape of the molecule,

분자의 모양을 제한하는 화학적 결합을 하는데

and this makes them incredibly stable

단백질을 매우 안정적이고

as well as highly potent.

강력하게 만듭니다

They're naturally occurring, our bodies actually produce a few of these

구속성 펩티드는 자연적으로 생산되며 우리 몸에서도 소량 생산되는데

that help us to combat bacterial, fungal and viral infections.

박테리아, 진균증, 바이러스 감염에 대항하는 데 도움을 주며

And animals like snakes and scorpions

뱀과 전갈 같은 동물의 독에도

use constrained peptides in their venom.

구속성 펩티드가 있죠.

Drugs that are made of protein are called biologic drugs.

단백질로 만들어진 약을 생물학적 제제라 하는데

So this includes constrained peptides,

구속성 펩티드와

as well as medicines like insulin

인슐린 같은 약,

or antibody drugs like Humira or Enbrel.

항체의약품인 휴미라와 엔브렐 또한 생물학적 제제에 포함되죠.

And in general, biologics are great,

대체로 생물학적 제제 약물은 훌륭한데

because they avoid several ways that drugs can cause side effects.

몇 가지 방법을 통해 약물 부작용을 피할 수 있기 때문이죠.

First, protein.

먼저 단백질을 보겠습니다.

It's a totally natural, nontoxic material in our bodies.

자연에서 추출할 수 있으며 몸에 해롭지 않습니다.

Our cells produce tens of thousands of different proteins,

우리 몸의 세포는 무수히 많은 서로 다른 단백질을 생성하며

and basically, all of our food has protein in it.

기본적으로 우리가 먹는 모든 음식에도 단백질이 포함되어 있습니다.

And second, sometimes drugs interact with molecules in your body

두 번째로, 우리가 원한 건 아니지만

that you don't want them to.

가끔 몸에 있는 분자와 약이 상호 작용을 하게 됩니다.

Compared to small molecule drugs,

일반 약인 아스피린과 같은

and by this I mean regular drugs, like aspirin,

저분자의약품에 비해

biologics are quite large.

생물학적 제제의 분자 크기는 꽤 큰데

Molecules interact when they adopt shapes that fit together perfectly.

분자 간 모양이 완벽하게 맞을 때 상호 작용하게 되며

Much like a lock and key.

자물쇠와 열쇠 같은 이치로 작용합니다.

Well, a larger key has more grooves,

열쇠의 크기가 클수록 홈의 수가 많아지고

so it's more likely to fit into a single lock.

하나의 자물쇠에만 맞을 확률이 커지죠.

But most biologics also have a flaw.

하지만 대부분 생물학적 제제 또한 결함을 가지고 있는데

They're fragile.

분해되기 쉽다는 것입니다.

So they're usually administered by injection,

그래서 주로 주사기로 투여하는데

because our stomach acid would destroy the medicine

약을 섭취하면

우리 몸의 위산이 약을 분해하여 효능을 없애기 때문이죠.

if we tried to swallow it.

구속성 펩티드는 그 반대입니다.

Constrained peptides are the opposite.

They're really durable, like regular drugs.

일반 약처럼 내구성이 강해서

So it's possible to administer them using pills, inhalers, ointments.

알약, 호흡기, 연고로도 사용이 가능하며

This is what makes constrained peptides so desirable for drug development.

그래서 구속성 펩티드가 제약산업에 매우 가치있습니다.

They combine some of the best features

저분자와 생물학적 제제의 장점만을 모아

of small-molecule and biologic drugs into one.

하나로 만들죠.

But unfortunately, it's incredibly difficult

하지만 아쉽게도

자연에서 추출한 구속성 펩티드를 재설계 하여

to reengineer the constrained peptides that we find in nature

to become new drugs.

신약으로 개발하기는 무척 힘듭니다.

So this is where I come in.

그 이유가 무엇일까요?

Creating a new drug is a lot like crafting a key

신약을 개발하는 것은

특정 자물쇠에 맞는열쇠를 제작하는 것과 같습니다.

to fit a particular lock.

We need to get the shape just right.

따라서 구속성 펩티드의 모양을 재설계해야 해야 하는데

But if we change the shape of a constrained peptide by too much,

모양을 너무 많이 변형하면

those extra chemical bonds are unable to form

화학적 결합을 형성하기 힘들어지고

and the whole molecule falls apart.

모든 분자가 분해되어 버리죠.

So we needed to figure out how to gain control over their shape.

그래서 분자 모양을 통제할 방법을 찾아야 했습니다.

I was part of a collaborative scientific effort

세 개의 대륙을 걸쳐 많은 학교와 연구기관이

that spanned a dozen institutions across three continents

이 문제를 해결하기 위해 모였고

저도 그 중 한명이었습니다.

that came together and solved this problem.

We took a radically different approach from previous efforts.

이전과는 전혀 다른 방법으로 접근했는데

Instead of making changes to the constrained peptides

자연에서 추출한 구속성 펩티드의 모양에 변화를 주는 대신

that we find in nature,

완전히 새로운 구속성 펩티드를 개발하기로 한 거죠.

we figured out how to build new ones totally from scratch.

To help us do this,

그러기 위해 저희는 누구나 사용 할 수 있는

we developed freely available open-source peptide-design software

펩티드 설계 무료 오픈소스 소프트웨어를 개발했습니다.

that anyone can use to do this, too.

To test our method out,

테스트를 위해

we generated a series of constrained peptides

매우 다양한 모양을 가진

that have a wide variety of different shapes.

일련의 구속성 펩티드를 설계했는데

Many of these had never been seen in nature before.

대부분이 자연에서 추출한 것과는 달리 처음 보는 모양이었습니다.

Then we went into the laboratory and produced these peptides.

실험실로 가서 이 처음 보는 구속성 펩티드를 생산했죠.

Next, we determined their molecular structures,

그다음, 실험을 통하여 분자 구조를 알아냈습니다.

using experiments.

When we compared our designed models

직접 설계한 구조와 실제 분자 구조를 비교했을 때

with the real molecular structures,

we found that our software can position individual atoms

정확한 측정을 할 수 있는 범위내에서

with an accuracy that's at the limit of what's possible to measure.

소프트웨어가 원자의 위치를 개별로 지정할 수 있다는 것을 알게 되었습니다.

Three years ago, this couldn't be done.

3년 전에는 있을 수 없는 일이었습니다.

But today, we have the ability to create designer peptides

하지만 오늘날 펩티드를 모양을 설계하여

맞춤형 신약 개발을 할 수 있게 되었습니다.

with shapes that are custom-tailored for drug development.

So where is this technology taking us?

이 기술로 무엇을 할 수 있을까요?

Well, recently,

최근에

my colleagues and I designed constrained peptides

저와 제 동료는 인플루엔자 바이러스를 중화시키고

that neutralize influenza virus,

protect against botulism poisoning

보툴리누스 중독증으로부터 보호하고

and block cancer cells from growing.

암세포가 자라지 않도록 막는 구속성 펩티드를 설계했습니다

Some of these new drugs

일부 신약은 실험용 동물로 임상시험까지 마친 상태고

have been tested in preclinical trials with laboratory animals.

And so far, they're all safe and highly effective.

지금까지는 모두 안전하고 효과적인 결과를 냈습니다.

Constrained peptide design is a cutting-edge technology,

구속성 펩티드 설계는 최첨단 기술이지만

and the drug development pipeline is slow and cautious.

신약개발은 많은 시간이 걸리고 조심스럽습니다.

So we're still three to five years out from human trials.

그래서 임상 시험이 3년에서 5년 정도 걸리죠.

But during that time,

하지만 임상 시험 중에도

more constrained peptide drugs

더 많은 구속성 펩티드가 신약개발에 사용될 것입니다.

are going to be entering the drug development pipeline.

And ultimately, I believe that designed peptide drugs

그리고 결국엔 재설계된 펩티드로 만든 약을 통해

are going to enable us all to break free

모든 질병에서 해방될 것이라고 믿습니다.

from the constraints of our diseases.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)