HIV가 1980년대에 출현한 이래로, 약물 “칵테일”은 그 치명적인 질병을 관리가능한 것으로 바꿔주었다. 그러나 이 바이러스는 약물들에 내성을 발달시키는데 능숙해서, 치료 요법은 비용이 많이 들 수 있는 변화를 필요로 한다. 이제 미국화학회(American Chemical Society (ACS))의 249차 모임에서 과학자들이 약물들에 저항하는 그 바이러스의 능력을 잠재적으로 좌절시킬 수 있을 적당한 가격의 약무들을 향한 새로운 발전을 발표하고 있다. “이 질병은 3세기 이상에 걸쳐서 계속되고 있다”고 Dennis Liotta는 말했다. “우리는 새로운 해법을 찾기 위해서 시도해왔다. 우리가 가진 30개의 승인된 약물들을 가지고도, 그리고 우리가 바이러스 복제를 완전히 억제할 때에도, 우리는 여전히 질병이 진행되는 것을 본다”고 Liotta는 덧붙였다. 그래서, 에모리대(Emory University)에 있는 Liotta의 팀은 그 바이러스를 물리치기 위한 노력을 괴롭혀온 아주 다루기 힘들어 보이는 문제와 맞붙기로 결정했다.

복제하기 위해서, HIV는 주요 단백질들과 상호작용함으로써 인간 면역 세포들과 융합한다고 Liotta는 설명했다. 그 후에 그것의 유전적 내용물은 그 면역 세포들 안으로 흘러 들어가고, 그 다음에 그 바이러스의 단백질들은 세포의 기작을 장악해서 그것들의 복제를 만든다.

한 제약 회사(Pfizer)는 CCR5라고 불리는 공-수용체(co-receptor)인 그 단백질들 중 하나와 HIV의 상호작용을 억제하는 화합물을 개발했다. 그러나, 그 바이러스는 또한 세포들에 들어가기 위해서 두 번째 공-수용체인 CXCR4를 사용할 수 있다. 만약 한 약물이 CCR5만을 표적으로 한다면, CXCR4를 선호하는 더 치명적인 변종이 시간이 지나면서 출현할 수 있을 것이라고 Liotta는 말했다.

이론적으로, CXCR4를 표적으로 하는 약물들은 HIV에 대항하는 무기고에 효과적인 추가가 될 수 있을 것이다. 그러나, 몸의 여러 면역 반응들을 조절하는 단백질을 방해하는 것은 심각한 부작용으로 이어질 수 있을 것이다. “HIV와 같은 만성 감염에서, 큰 부작용을 가진다면, 약물을 생애 동안 매일 복용하는 것은 매우 어렵다”고 Liotta는 말했다. “이것이 매우 높은 장애물이다. HIV에 대한 CXCR4길항제로서 기능하는 어떤 약물도 그 장벽을 극복하지 못했다”고 Liotta는 덧붙였다.

Liotta의 팀은 심각한 부작용을 피하면서, 동시에 CCR5와 CXCR4 둘 다에 결합할지도 모르는 화합물들을 찾기로 결정했다. “기본적으로, 우리는 한 걸음 뒤로 물러나서, HIV의 다른 기전들을 멈추기 위해서 다수의 약물들의 또 다른 칵테일을 만드는 대신에, 한 번에 다수의 표적을 치는 하나를 고안할 수 있을 것이라고 우리는 생각했다”고 Liotta의 실험실에 있는 대학원생인 Anthony Prosser는 말했다. 만약 새로운 약물이 CCR5와 CXCR4를 방해함으로써, HIV의 진입을 억제할 수 있다면, 훨씬 더 확고한 치료를 위해서 그 바이러스 생명 주기의 다른 단계들을 표적으로 하는 전통적인 칵테일과 짝을 이룰 수 있을 것이다.

Prosser는 공-수용체 둘 다와 결합할 것같은 화합물들을 합성하기 위해서 간단하고, 비싸지 않은 방법을 생각해냈다. 실험실 시험은 가장 효과적인 것들을 확인해줬고, 제약회사인 Bristol-Myers Squibb에 있는 그 그룹의 동력자들이 그 화합물들이 또한, 스스로 복제하는 그 바이러스의 능력에 중요한 효소인 HIV 역전사효소도 억제하는 것을 발견했다.“이 약물들은 CCR5, CXCR4, 그리고 HIV 역전사효소에 대항해서 활성을 가졌다”고 Liotta는 말했다. “그것은 전례가 없었다. 또한 그것들은 염증으로 이어지는 CXCR4의 신호전달 경로들 중 어떤 것도 교란시키지 않는다”고  Liotta는 덧붙였다.

이 접근법의 추가적인 이점은 그 화합물들이 인간 세포에 있는 단백질들을 표적으로 한다는 것이다. 대부분의 HIV 약물들은 바이러스 단백질들을 표적으로 하지만, 그것들이 항레트로바이러스 약물들에 노출될 때 종종 돌연변이를 일으키기 때문에, 내성이 쉽게 발달할 수 있다. 그렇게 되면, 환자들은 이전의 치료법보다 덜 효과적일 수 있는 새로운 약물 조합으로 바꿔야 한다. 인간 단백질들은 거의 상당한 정도로 돌연변이를 일으키지 않아서, HIV는 CXCR4/CCR5 억제제를 포함하는 약물 조합 요법을 훨씬 덜 이겨내게 될 것이라고, Liotta는 설명했다. 이들 약물들을 만드는데 비용이 많이 들지 않기 때문에, 그것들은 잠재적으로 특히 개발도상국가들에 있는 수백만 명을 위해서 치료 비용을 감당할 만하게 해줄 수 있을 것이다.

이제 그 실험실은 이들 화합물들의 활성을 더 제어하고, 그 강도를 늘리면서 그것들의 잠재적인 독성을 최소화하기 위해서 일하고 있다. “우리는 갈 길이 멀지만, 이것은 매우 흥미로운 발견”이라고 Liotta는 말했다.

이 연구는 에모리대가 Gilead Sciences에 판 HIV 약물인 emtricitabine에 대한 Liotta의 초기 연구에 의해서 지원받았다.