KBSI-GIST, 슈퍼박테리아 잡는 강력한 항생제 약물 발굴

3차원 홀로토모그래피 활용 다제내성균 치료 항생제 원리 모식도.(GIST 제공)/뉴스1

서지원 GIST 화학과 교수./뉴스1

국내 연구진이 항생제에 내성이 생긴 슈퍼박테리아를 잡는 강력한 항생제 약물을 발굴했다.

한국연구재단(NRF)은 한국기초과학지원연구원(KBSI) 이성수 박사와 광주과학기술원(GIST) 서지원 교수 공동연구팀이 다제내성균에 효과적이면서 독성을 낮춘 항균 치료제 유효물질을 발굴했다고 2일 밝혔다.

항생제에 내성이 생긴 슈퍼박테리아 감염은 코로나바이러스처럼 전염속도가 빠르진 않으나 한 번 감염되면 치명률은 훨씬 높다.

세계보건기구(WHO)는 다제내성균에 의한 사망자가 2050년 연간 1000만 명에 이를 것으로 추산했다. 이는 지난해 암으로 인한 사망자 수와 맞먹는 수치이다.

인류가 가진 모든 항생제에 내성을 갖는 다제내성균이 2016년 미국에서 발견됐고, 이 균에 의한 감염으로 사망자가 발생했음이 미국 질병통제예방센터(CDC)에 의해 보고됐다.

이에 따라 내성을 극복할 수 있는 새로운 항생제의 개발이 절실히 요구되는 상황이다. 연구팀은 생명체 고유의 자기방어 면역시스템이 가지고 있는 항균 펩타이드에 주목했다.

연구팀은 우선 세균의 세포막과 잘 결합하도록 디자인한 항균 펩토이드를 개발했다.

이 펩토이드는 적혈구 등 인체 세포에 대한 낮은 독성을 보이면서도 다제내성균을 포함한 다양한 박테리아 균주에 대해서 광범위한 활성을 보였다.

연구팀은 또 세포막 파괴와 더불어 세포 내 여러 소기관 및 유전자의 응집을 유도하는 다중타겟 메커니즘 작용을 규명했다.

연구팀은 80여 종의 펩토이드 라이브러리를 합성하고 항균활성 및 독성스크리닝을 통해 펩토이드29를 유효물질로 발굴했다.

이후 펩토이드29가 세균을 죽이는 작용이 단시간에 일어남을 확인했다.

연구팀은 항균 펩토이드가 박테리아를 죽이는 과정에서 기존에 간접적인 증명만 가능했던 메커니즘을 굴절률 기반 3차원 홀로그래피 단층촬영 현미경을 이용해 세계 최초로 직접적 규명에도 성공했다.

서지원 교수는 “이번에 발굴한 다중타겟 메커니즘 기반의 항균 펩토이드는 향후 다제내성균 치료제 개발 연구로 이어질 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자 지원사업의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 온라인에 게재됐다.

(대전ㆍ충남=뉴스1)