국제학술지 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)' 온라인판

[인사이트] 함철민 기자 = 항생제에 내성이 생긴 슈퍼 박테리아를 퇴치할 수 있는 강력한 항생제 약물이 국내 연구진에 의해 발굴됐다. 

지난 2일 서지원 광주과학기술원(GIST) 화학과 교수와 이성수 한국기초과학지원연구원(KBSI) 책임연구원 공동 연구진이 다제내성균에 효과적이면서 독성은 낮은 항균 치료제 유효물질을 발굴했다고 밝혔다.

다제내성균은 4종류 이상의 항생제에 내성이 있는 병균을 말한다. 

항생제에 내성이 생긴 슈퍼박테리아는 감염 시 생명을 잃을 수도 있어 위험하다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 다제내성균에 의한 사망자는 2050년 연간 1000만 명에 이를 것으로 예상된다. 

기사의 이해를 돕기 위한 자료 사진 / gettyimagesBank

이는 지난해 암으로 사망한 환자 수와 비슷한 수치다. 

슈퍼박테리아를 잡기 위해서는 다제내성균을 극복할 수 있는 항생제가 필요하다. 연구진은 생명체 고유의 자기방어 면역시스템이 있는 항균 펩타이드에 주목했다. 

세균의 세포막과 잘 결합하도록 설계한 항균 펩토이드(펩타이드 구조를 모사한 펩타이드 유도체 신물질)를 개발해 인체해 적용한 결과 이 물질은 인체 세포에 낮은 독성을 보이면서 다제내성균 등 다양한 박테리아 균주에 활성을 보였다. 

서지원 GIST 화학과 교수 / 뉴스1

세포막 파괴와 세포 내 여러 소기관 및 유전자 응집을 유도하는 다중타깃 메커니즘 작용도 밝혀냈다. 

다중타깃 메커니즘은 박테리아 생존과 번식에 필수적인 타깃 여러 개를 동시에 공격해 사멸시키는 원리로, 내성 발현을 억제하는 효과가 있다. 

연구진은 합성한 80여 종의 펩토이드 라이브러리 중 펩토이드29가 세균을 죽이는 작용 시간이 가장 짧아 연구진은 이를 유효물질로 발굴했다. 

3차원 홀로토모그래피 활용 다제내성균 치료 항생제 원리 모식도 / GIST

굴절률 기반 3차원 홀로그래피 단층촬영 현미경을 이용해 기존에 간접 증명만 가능했던 항균 펩토이드가 박테리아를 죽이는 메커니즘도 직접 규명했다. 

서 교수는 "이번에 발굴한 다중타깃 메커니즘 기반의 항균 펩토이드는 향후 다제내성균 치료제 개발 연구로 이어질 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다. 

논문은 국제학술지 '어드밴스드 사이언스'에 6월 21일 게재됐다.