메이누스 대학교(Maynooth University) 연구원을 포함한 국제 팀이 약물 내성 박테리아와 싸울 수 있는 잠재력을 가진 새로운 분자를 개발했습니다. 항생제 내성(AMR)은 박테리아, 바이러스, 곰팡이 및 기생충이 시간이 지남에 따라 진화하여 약물에 면역이 되는 현상입니다. 이러한 저항성은 감염 치료를 더욱 어렵게 만들고, 장기간의 질병 및 사망 위험을 증가시킵니다.
2050년에는 AMR 수준의 상승으로 인해 기존 항생제의 효과가 크게 상실될 것으로 예상되므로 박테리아를 박멸하는 새로운 방법을 찾는 것이 과학계의 최우선 과제가 되었습니다.
초분자 화학: AMR 퇴치의 열쇠
이 연구는 분자 간의 상호 작용을 탐구하는 틈새 과학 분야인 초분자 화학의 원리를 활용하여 이러한 획기적인 발전을 이루었습니다. 가장 중요한 것은 이 연구에서 박테리아를 죽이는 데는 효과적이지만 건강한 인간 세포에는 최소한의 독성을 갖는 분자를 확인했다는 것입니다.
권위 있는 저널인 Chemistry에 발표된 새로운 연구는 11월 18일부터 24일까지 진행되는 세계 AMRAwareness Week와 일치합니다. 세계보건기구(WHO)가 시작한 이 글로벌 캠페인은 AMR에 대한 사람들의 인식과 이해를 높이고 약물 내성 감염의 출현과 확산을 줄이기를 희망하는 것을 목표로 합니다.
AMR의 전 세계적인 영향에 대한 가장 포괄적인 추정에 따르면, 2019년에 120만 명 이상, 어쩌면 수백만 명이 더 항생제 내성 박테리아 감염의 직접적인 결과로 사망했습니다. 이 연구는 에이즈나 말라리아보다 매년 더 많은 사람의 목숨을 앗아가는 문제를 해결할 수 있는 새로운 방법을 제시할 수 있습니다.
메이누스 대학교 화학과의 수석 연구원 Luke Brennan은 "우리는 새로운 분자를 발견하고 이것이 생명의 생화학에서 매우 중요한 음전하 화학물질인 음이온과 결합하는 방식을 연구하고 있습니다. 우리는 암에서 낭포성 섬유증에 이르는 질병의 예방과 치료를 위한 기반을 마련하고 있습니다."라고 말했습니다.
약물 내성 박테리아 퇴치를 위해 "트로이 목마" 접근법 사용
합성 이온 수송체의 사용을 기반으로 한 이 연구는 염(나트륨 및 염화물 이온)이 박테리아로 유입되면 박테리아 세포 사멸을 초래하는 일련의 생화학적 사건을 일으킬 수 있음을 처음으로 보여주었습니다. 심지어 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA)과 같이 현재 사용 가능한 항생제에 내성이 있는 계통에서도 마찬가지입니다.
이번 연구의 공동 저자인 메이누스 대학교 캐서린 론스데일 인류 건강 연구소의 로버트 엘름스 박사는 "이번 연구는 우리의 접근 방식(세포 내로 염분 유입을 유발하는 '트로이 목마')을 사용하여 알려진 박테리아 저항 방법에 대응하는 방식으로 약물 저항 박테리아를 효과적으로 죽일 수 있다는 것을 보여준다"고 말했습니다.
"박테리아는 세포막 내에서 안정적인 이온 농도를 유지하기 위해 열심히 노력합니다."라고 Elmes는 말했습니다. "이 섬세한 균형이 깨지면 세포의 정상적인 기능이 붕괴되고 세포는 생존할 수 없습니다. 이러한 합성 분자는 염화물 이온과 결합하여 '지방 담요'로 감싸서 박테리아 세포막에 쉽게 용해되어 이온을 내부로 가져오고 정상적인 이온 균형을 파괴합니다. 이 연구는 화학에 대한 기본 지식이 인간 건강 연구에서 충족되지 않은 요구에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 보여주는 예입니다."
메이누스 대학교 생물학과의 미생물학자인 케빈 카바나(Kevin Kavanagh) 교수는 다음과 같이 말했습니다. "약물 내성 박테리아로 인한 감염률의 증가는 주요 관심사입니다. 이 연구는 화학자와 생물학자가 협력하여 미래에 상당한 잠재력을 지닌 새로운 항균제를 개발한 사례입니다."
이러한 결과는 AMR 문제가 계속해서 증가함에 따라 시급히 필요한 기존 항생제에 대한 실행 가능한 대안으로서 음이온 수송체의 잠재적인 개발을 위한 길을 열었습니다.