[2022년 3월 6일 하이코리아] 대마 성분이 코로나19 감염을 막을 수 있다는 미국 연구팀의 연구가 화제다. 동아 사이언스의 보도에 따르면 리처드 밴 브리멘 미국 오리건주립대 ‘글로벌 대마 혁신 센터’ 연구원 연구팀이 자체 개발한 질량 분석 기반의 화학 스크리닝 기술을 적용하여 대마 화합물의 코로나19 바이러스 대응 효과를 확인하였다고 한다.
연구팀은 대마의 CBGA(cannabigerolic acid, 카나비거럴릭 액시드) 및 CBDA(cannabidiolic acid, 카나비다이올릭 액시드) 성분이 코로나19 바이러스의 스파이크 단백질에 달라붙어 전염 프로세스를 차단한다는 것을 밝혔다. 이런 발견에 따라 연구진은 대마 성분이 코로나19 바이러스와 변이 바이러스를 차단하여 치료 효과 뿐만 아니라 예방 효과의 잠재력을 지니고 있다고 주장하였다.
저자정보: (인도 SRM 대학, Delhi 대학 등 연구팀) Deepak Mishra, Radha Raman Maurya, Kamlesh Kumar, Nupur S. Munjal, Vijay Bahadur, Sandeep Sharma, Prashant Singh, Indra Bahadur
논문개요: 분자 구조 변경된 하이드로록시클로로퀸(Hydroxychloroquine), 렘데시비르(Remdesivir) 및 테트라하이드로칸나비디올(Tetrahydrocannabinol, THC)과 SARS-CoV-2 바이러스의 프로테아제 결합성은 코로나19 사태에 희망을 준다
연구후원: 인도 SCFBio(Supercomputing Facility for Bioinformatics and Computational Biology)
2021년 4월 20일 인도 연구팀이 대마초의 THC 성분이 신종코로나감염증(코로나19)를 일으키는 SARS-CoV-2 바이러스를 무력화 한다는 것을 확인하는 논문이 대한민국에 소개되었다.
SARS-CoV-2 바이러스 무력화
인도 연구진은 바이러스 복제를 담당하는 단백질 분해 효소인 Mpro(main protease)에 달라붙어 SARS-CoV-2 바이러스를 무력화 시킬 수 있는 약물 후보를 찾기 위해 실험을 진행하였다.
이들 연구진은 미국의 구조 생물 정보학 협회의 단백질 정보 은행(Research Collaboratory for Structural Bioinformatics Protein Data Bank, RCSB PDB)에 공개된 SARS-CoV-2 바이러스의 Mpro(main protease)와 여러 약물 후보의 반응성을 확인하였다.
반응성 실험 결과 대마초의 테트라하이드로칸나비디올(Tetrahydrocannabinol, THC) 성분이 SARS-CoV-2 바이러스의 복제를 담당하는 단백질 분해 효소에 달라 붙어 바이러스를 무력화 한다는 것이 밝혀졌다.
다발성 경화증은 가장 흔한 만성적 중추신경계 질환의 하나로, 몸을 제대로 움직이기가 힘들어져 결국에는 외출을 어렵게 함으로 심각한 개인적, 사회적 고통 및 경제적 부담을 유발하고 있다.
원인: 탈수초화(demyelination)
중추신경계의 수초(myelin)는 전선의 껍데기 부분인 절연 물질과 같다. 이 수초(myelin)는 신경 신호가 통하는 축삭(axon)을 감싸 신경 신호의 합선을 예방하는 등 신경 전달에 있어 중요한 역활을 수행하고 있다.
이런 중요한 수초(myelin)는 바이러스가 감염되거나, 대사 기능에 장애가 생기거나, 산소가 공급되지 않는 경우나, 물리적인 압력이 가해졌을 때 손상될 수 있다. 수초(myelin)가 떨어져 나가거나 염증이 생겨 손상이 되면 축삭(axon)이 노출되는데 이를 탈수초화(demyelination) 현상이라고 부른다.
축삭(axon)이 노출되면 신경 신호가 제대로 전달이 되지 못하게 되면서 사지의 약소, 사지의 마비, 사지의 떨림, 근육의 경련(조절불가능한 근육계 경련),운동 장애, 무감각, 따끔거림, 고통, 시각 소실, 균형이나 협동 소실, 실금, 기억이나 판단력 소실, 또는 피로 등의 증상을 부를 수 있다.
이런 증상을 다발성 경화증 초기 증상으로 보며 이는 탈수초화(demyelination) 현상의 대표적인 증상이다. 이 질병은 보통 20-40세의 성인에게 발생하며, 특히 여성에게 일반적이다.
해결: 재수초화(remyelination)
스페인 마드리드 콤플루텐세 대학교의 과학자들은 대마초 칸나비노이드 성분인 Δ9-Tetrahydrocannabinol(THC)이 탈수초화( demyelination)된 수초(myelin)을 재수초화(remyelination)한다는 것을 발견하였다.
저자정보: (미국 시카고 대학교 연구팀) Long Chi Nguyen, Dongbo Yang, Vlad Nicolaescu, Thomas J. Best, Takashi Ohtsuki, Shao-Nong Chen, J. Brent Friesen, Nir Drayman, Adil Mohamed, Christopher Dann, Diane Silva, Haley Gula, Krysten A. Jones, J. Michael Millis, Bryan C. Dickinson, Savaş Tay, Scott A. Oakes, Guido F. Pauli, David O. Meltzer, Glenn Randall, Marsha Rich Rosner
논문개요: 칸나비디올(Cannabidiol, CBD)이 SARS-CoV-2 복제를 억제하고 선천 면역 기능을 강화한다
연구후원: 시카고 대학교 BIG Vision 펀드, 미국 정부 National Institutes of Health
대마초의 카나비노이드 성분 중 칸나비디올(Cannabidiol, CBD) 성분이 신종 코로나 바이러스 감염증(COVID19·코로나19)을 일으키는 SARS-CoV-2 바이러스가 복제되는 것을 막고 바이러스의 칩입 과정에서 생성되는 사이토카인을 조절하기 때문에 변이 유사 바이러스 까지도 막을 수 있다고 한다.
SARS-CoV-2 바이러스 무력화
미국 시카고 대학교 연구진은 대마초의 칸나비디올(CBD) 성분을 SARS-CoV-2 바이러스를 감염시킨 배양 세포주(A549-ACE2)에 투여하여 항바이러스 능력을 검증하였다.
대마초의 칸나비디올(CBD) 성분을 투여한 결과 SARS-CoV-2 바이러스가 증식하며 발현되는 스파이크 단백질 세포가 감소함을 확인하였다.
CBD 투여 후 바이러스 스파이크 단백질 발현 세포 수치 감소
마리화나의 칸나비디올(CBD) 성분이 뱃속으로 들어가 소화된 상태(대사 산물)인 7-OH-CBD 성분 역시 SARS-CoV-2 바이러스 증식을 방해하는 것으로 나타났다.
7-OH-CBD 성분 투여 후 바이러스 스파이크 단백질 발현 세포 수치 감소
다만, 시카고 대학 연구진은 칸나비디올(CBD) 성분이 SARS-CoV-2 바이러스가 배양 세포주의 ACE2 수용체에 달라붙는 것을 막지는 못했다고 보고하였다.
이는 대마초 카나비노이드 성분을 SARS-CoV-2 바이러스 분자 모델을 대상으로 시뮬레이션 한 대한민국 연구팀의 실험과는 다르게 A549-ACE2 배양 세포주를 대상으로 실험했기 때문으로 보인다.
ACE2 수용체를 방해하지 못하는 칸나비디올(CBD)
SARS-CoV-2 바이러스 변이종까지 무력화
마리화나의 칸나비디올(CBD) 성분을 SARS-CoV-2 바이러스에 감염된 A549-ACE2 배양 세포주에 투여하자 SARS-CoV-2 바이러스의 스파이크 단백질, 외피 단백질 등을 만드는 RNA 코드 모두가 파괴되었다.
연구진은 이 실험을 바탕으로 대마초의 칸나비디올(CBD) 성분이 SARS-CoV-2 바이러스 변이종에도 효과적일 것이라고 추론하였다.
칸나비디올(CBD) 성분 투여 후 파괴되는 SARS-CoV-2 바이러스의 RNA 코드
사이토카인 폭풍 예방
SARS-CoV-2 바이러스는 면역력이 약한 사람들의 DNA에 감염되어 콧물 같은 염증 반응물이 체내에서 폭발적으로 생성되는 사이토카인 스톰 현상을 일으킬 수 있다.
연구진은 대마초의 칸나비디올(CBD) 성분이 A549-ACE2 배양 세포주의 인터페론 반응을 촉진하고 사이토카인 발생을 억제하여 SARS-CoV-2 바이러스가 일으키는 사이토카인 스톰 현상을 예방한다는 것을 밝혔다.
A. 인터페론 반응 촉진 B. 사이토카인 발생 억제
CBD 섭취로 SARS-CoV-2 예방
연구진은 대마초의 CBD가 SARS-CoV-2 바이러스 감염을 막는다는 가설을 입증하기 위해 시카고 대학 부설 병원의 입원 환자 93,565 명의 신종 코로나 바이러스 감염증 검사 결과와 대마초 사용 여부를 조사하였다.
조사 결과 칸나비디올(CBD)을 섭취한 환자들은 그렇지 않은 환자들보다 SARS-CoV-2 바이러스에 감염될 확률이 10배 이상 낮은 것으로 확인되었다.
칸나비노이드 및 칸나비디올(CBD) 성분 사용과 COVID19 양성 음성 판정 상관 관계
대마초의 칸나비디올(CBD)이 SARS-CoV-2 바이러스와 변이종을 무력화한다
이미 2020년 12월 영남대학교 등 대한민국의 연구진은 분자 모델링 시뮬레이션 등을 통하여 대마초의 카나비노이드 성분 중 Δ9-THCA, Δ9-THC, CBN, CBD, CBDA가 SARS-CoV-2 바이러스를 무력화한다는 논문을 발표하였다.
대한민국 연구진은 대마초 카나비노이드 성분이 SARS-CoV-2 바이러스 복제를 위해서 반드시 필요한 단백질 가수분해 효소 Mpro (Main protease:필수 프로테아제)와 안정적으로 작용하여 SARS-CoV-2 바이러스의 복제 능력을 무력화 시킨다는 것을 밝혔다.
과학자들은 대마초 추출물 중 테트라하이드로칸나비놀(THC, Tetrahydrocannabinol)를 포함한 주요 카나비노이드 성분을 폐암 세포주(Lewis lung adenocarcinoma)에 이식시킨 생쥐들에게 경구 투여하면서 개별 성분과 종양의 성장 관계를 비교 관찰하였습니다.
1951년 Margaret Lewis 박사가 발견하여 이름을 딴 폐암 세포주(Lewis lung adenocarcinoma)는 생쥐 등 실험체에 자유자재로 이식이 가능하여 전세계적으로 항암 연구에 많이 쓰인다
폐암 세포주(Lewis lung adenocarcinoma)
실험 결과, 대마초 추출물 가운데 Δ9-tetrahydrocannabinol(Δ9-THC), Δ8-tetrahydrocannabinol(Δ8-THC), 및 cannabinol (CBN)성분이 암 세포의 성장을 막는 다는 것을 발견하였습니다.
이런 놀라운 발표에도 불구하고 대마초의 THC는 UN 협약으로 인하여 마약으로 지정되어 있던 상태라 인간의 암 치료제로 임상을 진행하지는 못하였습니다.
(대마초의 THC는 기분을 좋게 만드는 효과가 있어 당시대 주류였던 청교도들의 눈에 거북하게 보였기 때문인 것으로 추측된다.)
하지만 대마초의 THC가 기존의 암 치료 방식인 방사선, 항암제 등에서 일어나는 부작용을 해결할 수 있다는 연구 발표들은 지속적으로 발표되었습니다.
대마초 성분의 소아암 치료
1987년 8월 미국 버지니아 의대 연구팀은 대마초의 THC가 소아암의 일종인 신경모세포종(neuroblastoma)을 치료할 수 있음을 밝혔습니다.
Cabral GA, McNerney PJ, Mishkin EM. Interaction of delta-9-tetrahydrocannabinol with rat B103 neuroblastoma cells. Arch Toxicol. 1987 Aug;60(6):438-49. doi: 10.1007/BF00302387. PMID: 2821958.
대마초 성분의 백혈병 치료
또한 대마초의 THC가 역시 암의 일종인 백혈병(leukemia)을 치료할 수 있다는 논문이 발표되었습니다.
Murison G, Chubb CB, Maeda S, Gemmell MA, Huberman E. Cannabinoids induce incomplete maturation of cultured human leukemia cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 1987 Aug;84(15):5414-8. doi: 10.1073/pnas.84.15.5414. PMID: 3037549; PMCID: PMC298868.
대마초 성분의 전립선암 치료
1999년에는 대마초의 THC가 전립선 암세포를 사멸시킨다는 실험 논문이 발표되었습니다.
Ruiz L, Miguel A, Díaz-Laviada I. Delta9-tetrahydrocannabinol induces apoptosis in human prostate PC-3 cells via a receptor-independent mechanism. FEBS Lett. 1999 Sep 24;458(3):400-4. doi: 10.1016/s0014-5793(99)01073-x. PMID: 10570948.
대마초 성분의 병리학 분석
2000년대부터는 대마초 THC의 치료 효과가 어떻게 일어나는지 병리학 분석을 하는 연구가 발표되기 시작하였습니다.
Galve-Roperh I, Sánchez C, Cortés ML, Gómez del Pulgar T, Izquierdo M, Guzmán M. Anti-tumoral action of cannabinoids: involvement of sustained ceramide accumulation and extracellular signal-regulated kinase activation. Nat Med. 2000 Mar;6(3):313-9. doi: 10.1038/73171. PMID: 10700234.
Zhu LX, Sharma S, Stolina M, Gardner B, Roth MD, Tashkin DP, Dubinett SM. Delta-9-tetrahydrocannabinol inhibits antitumor immunity by a CB2 receptor-mediated, cytokine-dependent pathway. J Immunol. 2000 Jul 1;165(1):373-80. doi: 10.4049/jimmunol.165.1.373. PMID: 10861074.
국제 특허 등록된 암(종양) 치료제 대마초
과학계에 대마초 성분의 암(종양) 치료 효과를 보여주는 연구 발표가 쏟아지자 영국인 Geoffrey Guy 와 Brian Whittle 이 1998년 GW Pharma 라는 회사를 설립하여 상업화를 시도하였다.
Geoffrey William Guy
영국인 Geoffrey William Guy 와 Brian Whittle은 1998년 GW PHARMA라는 회사를 세우고 정부의 대마초 재배 허가를 받아내어 사업을 시작하였습니다.
GW PHARMA는 2001년 한국의 코스닥 같은 AIM시장에 상장하였고, 2003년 독일의 제약회사 바이엘(Bayer)와 합작하여 THC를 포함한 대마초 추출물 약품인 사티벡스(Sativex, Nabiximols)를 판매하기 시작하였습니다.
논문개요: 시험관 및 컴퓨터 모의 실험을 사용한 SARS-CoV-2에 대한 칸나비노이드의 항 바이러스 효능 평가
Vinit Raj, Jae Gyu Park, Kiu-Hyung Cho, Pilju Choi, Taejung Kim, Jungyeob Ham, Jintae Lee, Assessment of antiviral potencies of cannabinoids against SARS-CoV-2 using computational and in vitro approaches, International Journal of Biological Macromolecules, Volume 168,2021, Pages 474-485,ISSN 0141-8130 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813020351783
마리화나(대마초, 역삼)의 카나비노이드 성분 중 THC와 CBD가 신종 코로나 바이러스 감염증(COVID-19·코로나19) 환자들에게 치료제로 사용될 수 있음을 보여주는 대마초 논문이 동료 과학자들의 상호 검토를 통과해 ‘국제 생물 고분자 학회지’ (International Journal of Biological Macromolecules)에 실렸다.
영남대학교 등 대한민국의 연구진은 분자 모델링 시뮬레이션 등을 통하여 대마초의 카나비노이드 성분 중 Δ9-THCA, Δ9-THC, CBN, CBD, CBDA가 SARS-CoV-2 바이러스 복제를 위해서 반드시 필요한 단백질 가수분해 효소 Mpro (Main protease:필수 프로테아제)와 안정적으로 작용하여 바이러스의 복제 능력을 무력화 시킨다는 것을 밝혔다.
더우기 바이러스를 50% 없애는 약물의 농도 값인 반수영향농도(EC50 혹은 IC50 ) 측정 실험을 통해서는 대마초의 카나비노이드 성분들이 코로나19 치료제로 처방되는 렘데시비르, 클로로퀸, 로피나비어 보다 월등하게 강하거나 유사함을 보여주었다.
제약사들이 앞다투어 개발하고 있는 다양한 SARS-CoV-2 백신은 크게 3가지로 나뉠 수 있다.
바이러스 벡터 백신(전달체): ‘스파이크 단백질’만을 생성하는 RNA코드(nCoV-19 등)를 인체 세포 내에 침투할 수 는 있지만 증식하지는 못하는 침팬지 아데노 바이러스의 DNA(ChAdOx1)안에 담아 정상 세포의 DNA에 감염시켜서 ‘스파이크 단백질’을 생성하도록 만든 다음 체내 면역 반응을 유도하여 추후 [[마구 증식하여 감기를 일으키는]] RNA코드(SARS-CoV-2)가 들어있는 COVID-19 바이러스의 ‘스파이크 단백질’이 침투를 시도할 때 선학습으로 쉽게 저항할 수 있도록 도와주는 솔루션
전령RNA 백신(mRNA): ‘스파이크 단백질’만을 생성하는 RNA코드(nCoV-19 등)를 특수 나노 입자 안에 담아 정상 세포의 DNA에 감염시켜(전달) ‘스파이크 단백질’을 생성하도록 만든 다음 체내 면역 반응을 유도하여 추후 [[마구 증식하여 감기를 일으키는]] RNA코드(SARS-CoV-2)가 들어있는 COVID-19 바이러스의 ‘스파이크 단백질’이 침투를 시도할 때 선학습으로 쉽게 저항할 수 있도록 도와주는 솔루션
전통적 방식의 백신: 비활성 상태나, 약화된 상태의 SARS-CoV-2바이러스 자체를 주입하여 면역 반응을 유도하는 전통적인 솔루션
이런 코로나19 백신들은 임상 실험을 완료하지 못하여 검증이 되지 않아 부작용이 어떻게 될지 상상조차 힘들다. 하지만, 대마초의 카나비노이드 성분들은 수천년 동안 안전하게 사용되어온 만큼 치료 효과나 부작용에 있어 부담이 적은 것은 자명하다.
데일리홍콩에서도 보도한 것처럼, 대마초의 THC와 CBD성분이 SARS-CoV-2 바이러스의 복제 시스템에 달라 붙어 증식을 막는 동시에, 세포의 카나비노이드 제2수용체(CB2 R)에도 작용하여 ‘사이토카인 폭풍’ 현상을 조절해 준다는 사실이 과학적으로 밝혀진 만큼, 2021년에는 대마초의 불신과 우려가 풀려 코로나19로 고통을 받고 있는 모두가 마스크로부터 자유로워지기를 기도한다.
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