국내 연구진이 기존 항생제에 내성을 가진 박테리아(세균)를 없애는 데 쓰는 새 항생제를 개발했다. 이 항생제는 박테리아의 세포막을 파괴하는 동시에 유전자를 응집시켜 여러 방식으로 세균의 사멸을 유도한다. 내성이 발생할 확률이 낮아 항생제 오남용의 결과로 발생하는 다제내성균을 억제하는 새로운 길을 열 것으로 기대를 모은다.
서지원 광주과학기술원(GIST) 화학과 교수와 이성수 한국기초과학지원연구원(KBSI) 책임연구원이 이끄는 연구진은 2일 다제내성균을 없애고 독성이 적은 새 항생제 후보물질을 찾았다고 밝혔다.
전 세계적으로 항생제 오남용 문제가 심각해지면서 다양한 종류의 내성을 가져서 항생제가 더는 듣지 않는 다제내성균이 빠르게 늘고 있다. 다제내성균 감염을 치료하기 위해서는 내성을 갖지 않은 새로운 항생제를 사용해야 한다. 그러나 최근 항생제 개발 시도가 크게 줄면서 선택지도 함께 감소하는 추세다. 이 때문에 다제내성균에 의한 사망률은 앞으로 계속 늘어날 전망이다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 2050년 다제내성균에 의해 숨지는 사람은 1000만명에 이를 것으로 예상된다.
GIST 연구진은 생명체가 박테리아의 침입을 방어하기 위해 만들어내는 ‘항균 펩타이드’를 이용해 새로운 항생제를 개발했다. 항균 펩타이드는 항생제 내성을 가진 박테리아에도 사용할 수 있어 큰 주목을 받았으나 독성이 강해 인체에는 사용하기 어려웠다.
연구진은 항균 펩타이드의 구조를 바탕으로 박테리아와 결합 능력을 높인 ‘항균 펩토이드’를 설계했다. 80여종의 펩토이드 구조를 만들어 항균 능력과 독성을 분석해 가장 효과가 좋으면서 부작용은 적은 물질을 골라냈다.
항균 펩토이드가 작동하는 원리도 확인했다. 굴절률 기반 3차원(3D) 홀로그래피 단층촬영 현미경을 이용해 박테리아가 사멸하는 과정을 촬영했다. 그 결과 항균 펩토이드를 처리하면 박테리아의 세포막이 파괴되는 것과 동시에 소기관과 유전자가 응집되는 현상이 나타났다. 이처럼 동시에 여러 방식으로 박테리아를 죽이는 현상을 ‘다중 타겟 메커니즘’이라고 부르는데, 항생제 내성을 막는 데 효과적인 방식으로 평가받고 있다.
서 교수는 “다중 타겟 메커니즘을 기반으로 한 항균 펩토이드는 앞으로 다제내성균 치료제 개발 연구로 이어질 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 밝혔다.
연구 결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스’에 지난 6월 21일 소개됐다.
참고자료
Advanced Science, DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202302483