연구자들은 아르테미시닌과 쿠마린이라는 두 가지 식물 추출물을 결합하여 획기적인 자가형광 화합물을 개발했습니다. 이 혁신은 살아있는 세포에서 정밀한 이미징을 가능하게 하며 약물 내성 말라리아 병원체, 특히 열대열원충(Plasmodium falciparum)에 효과적인 것으로 나타났습니다. 효과를 변경하지 않고 관찰할 수 있는 이러한 자가형광 하이브리드의 개발은 약물 내성 말라리아와의 싸움에서 중요한 단계를 나타냅니다.
말라리아는 여전히 세계에서 가장 치명적인 전염병 중 하나입니다. 약물 내성 말라리아 기생충의 출현에는 지속적인 신약 개발이 필요합니다.
Svetlana B. Tsogoeva 교수가 이끄는 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg(FAU) 연구팀은 항말라리아제인 아르테미시닌과 쿠마린(아르테미시닌과 마찬가지로 식물에서도 발견됨)을 결합하여 이 두 가지 생체 활성 물질로부터 자가형광 화합물을 개발했습니다.
이 자가형광은 살아있는 세포 영상화에 사용될 수 있고 약물이 어떻게 작용하는지 정확한 시간 순서로 보여줄 수 있기 때문에 특히 유리합니다. 연구팀은 또한 자가형광 아르테미시닌-쿠마린 혼합물이 Plasmodium palmifolia라고 불리는 약물 내성 말라리아 병원체를 파괴할 수 있다는 사실도 발견했습니다. 그들은 연구 결과를 Chemical Science 저널에 발표했습니다.
아르테미시닌은 Artemisia annua L이라는 식물에서 추출된 매우 효과적이고 일반적으로 사용되는 말라리아 약물 성분입니다. 쿠마린은 다양한 식물에서 발견되는 2차 식물 화합물입니다.
항말라리아제 개발 시 활성 물질은 형광 라벨로 라벨링되어 이미징 기술을 사용하여 해당 물질이 말라리아 병원체에 대해 어떻게 작용하는지 정확한 시간순으로 확인할 수 있습니다. 이 형광 라벨은 아르테미시닌에 사용되었습니다.
그러나 형광 라벨 사용의 주요 단점은 약물의 작용 방식이 변경된다는 것입니다. 예를 들어, 이는 말라리아에 감염된 세포가 형광 표지된 후 아르테미시닌과 같은 약물을 다르게 흡수하는 경우가 있음을 의미합니다.
약물의 용해도도 변할 수 있습니다. 이 문제는 본질적으로 형광성이 있고 작용 방식을 이미징 기술을 사용하여 정확하게 관찰할 수 있는 두 개 이상의 기본 화합물로 구성된 자가형광 혼합물의 개발로 회피되었습니다.
유기화학과장인 Tsogoeva 교수가 이끄는 팀은 쿠마린 유도체가 항말라리아 특성도 가지고 있기 때문에 아르테미시닌과 생리활성 쿠마린을 결합하기로 결정했습니다. 쿠마린 유도체는 화학적으로 쉽게 변형되어 극도로 형광성을 띠게 됩니다.
연구자들은 이 최초의 자가형광 아르테미시닌-쿠마린 혼합물의 작용 방식이 P. falciparum에 감염된 살아있는 적혈구에서 관찰될 수 있을 뿐만 아니라 아르테미시닌-쿠마린 혼합물의 생물학적 활성도 관찰할 수 있다는 것을 발견했습니다.
Barbara Kappes 교수(브라질 연방대학교 화학생명공학과)와 Diogo R.M. Moreira(Instituto Gonçalo Moniz, Fiocruz, Bahia, Brazil)는 이 활성 제제가 클로로퀸 및 기타 말라리아 약물에 내성이 있는 Plasmodium falciparum 균주에 대해 시험관 내(in vitro)에서 매우 효과적이라는 것을 공동으로 발견했습니다. 가장 중요한 것은 새로운 화합물이 쥐 모델에서 말라리아 병원체에 대해서도 매우 효과적이라는 것입니다.
FAU 연구진은 최초의 자가형광성 아르테미시닌-쿠마린 혼합물의 출시로 말라리아 치료를 위한 보다 많은 자가형광성 약물 개발의 토대를 마련하고 말라리아 치료에 대한 다약제 내성을 극복하는 데 상당한 진전을 이루기를 바라고 있습니다.