슈퍼박테리아 잡는 강력한 항생제 약물 발굴
- 항균 펩토이드 유효약물 발굴과 메커니즘 규명 성공 -
□ 국내 연구진이 기존 항생제에 내성이 생긴 슈퍼박테리아를 잡는 강력한 항생제 약물을 발굴했다.
□ 한국연구재단(이사장 이광복)은 광주과학기술원 서지원 교수와 한국기초과학지원연구원 이성수 박사 공동연구팀이 다제내성균에 효과적이면서 독성을 낮춘 항균 치료제 유효물질을 발굴했다고 밝혔다.
□ 항생제에 내성이 생긴 슈퍼박테리아 감염은 코로나바이러스처럼 전염속도가 빠르지는 않지만, 한 번 감염되면 치명률은 훨씬 높다.
○ 세계보건기구(WHO)는 다제내성균*에 의한 사망자가 2050년 연간 천만 명에 이를 것으로 추산했다. 이는 지난해 암으로 인한 사망자 수와 맞먹는 수치이다.
○ 2016년 미국에서 인류가 가진 모든 항생제에 내성을 갖는 다제내성균이 발견되었고, 이 균에 의한 감염으로 사망자가 발생했음이 미국 질병통제예방센터(CDC)에 의해 보고되었다. 이에 내성을 극복할 수 있는 새로운 항생제의 개발이 절실히 요구되는 상황이다.
* 다제내성균: 여러 항생제에 내성이 있어 감염병 치료를 위해 사용할 수 있는 항생제가 제한적인 세균.
□ 연구팀은 생명체 고유의 자기방어 면역시스템이 가지고 있는 항균 펩타이드에 주목했다.
○ 연구팀은 먼저 세균의 세포막과 잘 결합하도록 디자인한 항균 펩토이드*를 개발했다. 이 펩토이드는 적혈구 등 인체 세포에 대한 낮은 독성을 보이면서도 다제내성균을 포함한 다양한 박테리아 균주에 대해서 광범위한 활성을 보였다.
○ 또한 세포막 파괴와 더불어 세포 내 여러 소기관 및 유전자의 응집을 유도하는 다중타겟 메커니즘** 작용을 밝혀냈다.
○ 연구팀은 80여 종의 펩토이드 라이브러리를 합성하고 항균활성 및 독성스크리닝을 통해 펩토이드29를 유효물질로 발굴했다. 펩토이드29가 세균을 죽이는 작용이 단시간에 일어남을 확인했다.
* 펩토이드(peptoid): 대표적 생체분자인 펩타이드의 구조를 인공적으로 모사한 펩타이드 유도체 신물질.
** 다중타겟 메커니즘: 박테리아의 생존과 번식에 필수적인 타겟 여러 개를 동시에 공격해 사멸시키는 원리를 말하며, 내성 발현 억제에 효과적이라고 알려져 있다.
□ 항균 펩토이드가 박테리아를 죽이는 과정에서 기존에 간접적인 증명만 가능했던 메커니즘을 굴절률 기반 3차원 홀로그래피 단층촬영 현미경*을 이용해 세계 최초로 직접적 규명에도 성공했다.
* 굴절률 기반 3차원 홀로그래피 단층촬영 현미경: 세포 내 단층촬영이 가능한 현미경. 서로 다른 굴절률을 가진 세포막과 세포질, 세포소기관을 실시간 모니터링해 연속적 이미지로 얻어낼 수 있다.
□ 서지원 교수는 “이번에 발굴한 다중타겟 메커니즘 기반의 항균 펩토이드는 향후 다제내성균 치료제 개발 연구로 이어질 수 있을 것으로 기대하고 있다.”고 밝혔다.
□ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자 지원사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 2023년 6월 21일자로 온라인판에 저널 커버 게재되었다.
