![[지금은 과학] 항생제 내성을 극복하는 또 다른 방법 ‘항생제 나노봇’](http://img.lb.inews24.com/facebookexternalhit/face/626x352/image_gisa/202104/1618302154347_1_172249.jpg "[지금은 과학] 항생제 내성을 극복하는 또 다른 방법 ‘항생제 나노봇’")
[아이뉴스24 최상국 기자] 박테리아가 스테로이드에 저항성을 갖게되는 메커니즘을 회피하기위한 새로운 전략이 제안되었습니다. 이른바 ‘항생제 나노봇’입니다.
내성이 불가피하게 발생하는 기존의 항생제 살균 방식과 달리 항생제 나노봇은 내성균에 부착되어 세포막을 물리적으로 파괴합니다. 항생제 내성을 피하는 또 다른 접근법으로, 이것이 내성이없는 감염 치료법으로 이어질지 여부가 주목됩니다.
13 일에는 김경규 성균관대 의대 교수와 성균관대 재료 공학과 이정헌 교수, 유상렬 식품 과학과 교수와 연구팀 서울 대학교의 기술은 황색 포도상 구균에 선택적으로 결합하고 외부 전기 신호에 반응하여 활성 산소를 생성하고 박멸을 유도합니다. 나노 로봇을 개발했다고 발표했다.
항생제 내성은 항생제가 박테리아를 죽이지 못하는 것을 말합니다. 항생제에 노출 된 일부 박테리아는 돌연변이를 통해 항생제의 표적 단백질을 변형시켜 생존하는 것으로 알려져 있습니다.
박테리아가 항생제와 함께 작용하지 않으면 박테리아에 의한 질병뿐만 아니라 감염에 수반되는 단순한 찰과상도 생명을 위협하는 질병으로 발전 할 수 있습니다. 영국 의회의 보고서에 따르면 2050 년까지 내성 박테리아로 인한 사망자 수는 연간 1,000 만 명에이를 것으로 예상됩니다. 특히 WHO가 코로나 19 감염 치료 과정에서 항생제 내성이 급격히 증가 할 수 있다고보고함에 따라 항생제 내성균의 중증도가 높아질 가능성이 높다.
연구팀은 산화철 나노 입자를 합성하여 외부 자극에 반응하여 박테리아를 죽이고 저항성 박테리아에 결합 할 수있는 항생제 나노봇을 만들고, 황색 포도상 구균에 선택적으로 결합 할 수있는 엔도 라이신이라는 단백질을 나노 입자에 코팅했다. .
핵심은 박테리아에만 달라 붙고 원하는 경우 자유 라디칼을 생성 할 수있는 나노 로봇을 설계하는 것입니다. 엔 돌리 신은 박테리오파지 (박테리아에 기생하는 바이러스)가 박테리아에서 기생 할 때 필요한 도킹 단백질입니다. 산화철 나노 입자는 외부에서 전기적 자극을 받으면 활성 산소를 생성합니다. 산화철 나노 입자에 엔도 라이신을 코팅하여 두 가지 목적을 달성 한 항생제 나노봇을 완성했습니다.
연구팀은 실험 쥐의 피하 조직에 항생제 내성 황색 포도상 구균을 감염시킨 후 항생제 나노봇을 주입했다. 여기에 약한 교류가 가해지면 감염성 세균이 빠르게 죽고 염증이 사라진 것이 관찰되었습니다. 박테리아의 세포벽에 결합 된 산화철 나노 로봇은 교류에 의해 생성 된 전자파에 반응하여 활성 산소를 생성하고 세포막을 파괴합니다.
연구팀은이 연구가 박테리아가 항생제에 내성이되는 메커니즘을 우회하는 새로운 전략이 될 수 있기를 희망합니다.
기존 항생제는 박테리아가 보유한 단백질을 표적으로 삼기 때문에 표적 단백질에 돌연변이가있는 박테리아는 적응 과정에서 살아남아 필연적으로 내성 박테리아가 발생합니다. 박테리아 세포막에 결합하여 세포막을 손상시키는 항생제가 있었지만 변형 된 세포막을 가진 내성 박테리아의 발생은 피할 수 없었습니다. 반면에 자유 라디칼에 의한 세포막 손상은 단순한 유전자 돌연변이로는 극복 할 수 없기 때문에 내성균이 발생할 가능성이 매우 낮다고 연구진은 설명했다.
김경규 교수는 “이번 동물 모델 연구가 실용화되기 위해서는 유기체에 적합한 물질 발굴, 활성 산소가 주변 정상 세포에 영향을주지 않도록 구동 방법을 최적화하는 등 추가적인 연구가 필요하다”고 말했다. 회사에서 사용하는 저에너지 전기 자극으로 나노 로봇을 구동 할 수있어 임상 적용 가능성이 높을 것으로 예상된다. “
성균관대 학교는 항생제 내성 치료 연구소를 중심으로 항생제 내성 극복을위한 다양한 연구를 진행하고 있습니다. 2018 년 미국 인디애나 대 연구팀과 영국 사우 샘프 턴 연구팀과의 공동 연구를 통해 대표자 중 하나 인 황색 포도상 구균을 직접 죽이지 않고 독성을 억제하는 물질을 발견하여 내성을 유발하지 않는 신개념 항생제 내성 박테리아 전략을 발표했습니다. (Scientific Reports 2018, Journal of Medicinal Chemistry 2018)
김 교수는 “이번 연구는 나노 과학, 의학, 미생물학 등 다 학제 적 연구의 유기적 결합이다. 융합 연구의 성과”와 “항생제 내성을 극복 할 수있는 새로운 치료법이 다양한 방법으로 연구되고 있지만 아직 실용화되지 않았습니다. 이 연구에서 우리는 항생제 내성을 극복하기위한 또 다른 작용 기전으로 세균 감염 치료를 제안합니다. “우리는 우리에게 중요한 전환점을 만들었습니다.”
본 연구는 과학 기술 정보 통신부와 한국 연구 재단이 추진하는 바이오 의료 기술 개발 사업의 지원을 받아 수행되었다. 이 연구 논문은 나노 의학 분야의 국제 저널 인 Small에 4 월 10 일 온라인으로 게재되었습니다.
◇ 논문명 : 다중 약물 내성 황색 포도상 구균의 특정 표적화 및 제거를위한 항균 나노 로보 틱 접근법
◇ 저자 : 김경규 교수, 이정헌 교수, 차 우라 시아 아키 리쉬 박사 (교신 저자 / 성균관대 학교), 나얍 바르 툭 박사 (제 1 저자 / 성균관대 학교)
/ 최상국 기자 ([email protected])
