100배 강력한 항생제 발견, 의학계에 새로운 희망을 가져다

(댄 트리) - 놀라운 연구를 통해 약물 내성 감염과의 싸움에서 생명의 은인이 될 수 있는 완전히 새로운 유형의 항생제가 밝혀졌습니다.

새로운 항생제는 연구자들이 기존 약물의 작용 원리를 연구하던 중 발견되었습니다. 그 과정에서 그들은 이전에 알려지지 않았던 화합물을 우연히 발견했습니다.

이 화합물은 병원에서 심각한 감염을 일으키는 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA)과 엔테로코쿠스 패시움과 같은 "강력한" 박테리아 균주를 죽이는 능력이 있으며, 현재 약물로는 치료가 점점 더 어려워지고 있습니다.

특별한 점은 이 새로운 화합물이 토양에 서식하는 박테리아에서 만들어졌다는 것입니다. 천연 유래이지만, 이 화합물은 뛰어난 항균력을 지니고 있으며, 초기 연구 당시 사용되었던 기존 항생제보다 몇 배나 더 효과적입니다.

약물 내성 슈퍼박테리아인 MRSA는 병원에서 치료를 받는 사람들에게 흔히 감염됩니다(사진: 멜리사 댄켈).

기초연구부터 지하 '금광'까지

과학자 로나 알칼라프와 그렉 챌리스가 이끄는 연구팀은 메틸레노마이신 A라는 알려진 항생제의 생성 메커니즘을 이해하는 목표로 연구를 시작했습니다.

이 항생제는 토양 박테리아인 스트렙토미세스 코엘리컬러(Streptomyces coelicolor)에 의해 생성됩니다. 그들은 새로운 항생제를 찾는 것이 아니라, 박테리아가 어떻게 약물을 만드는지 이해하고자 했습니다.

박테리아와 곰팡이를 포함한 미생물은 수천 가지의 복잡한 화합물을 생성할 수 있습니다. 이러한 화합물 중 다수는 항생제, 항암제, 구충제 등 인체 치료제로 개발되었습니다.

과학자들은 이러한 화합물이 자연에서 어떻게 형성되는지 이해함으로써 더 효과적이고 부작용이 적은 새로운 약물을 개발할 수 있습니다.

박테리아에서 생물학적 화합물은 종종 생합성 유전자 클러스터라고 불리는 특정 유전자 그룹에서 생성됩니다. 연구팀은 이러한 유전자 중 일부를 제거하여 메틸레노마이신 A 생성이 어떻게 저해되는지 확인했습니다.

반응이 중간에 멈추자 중간 생성물이 나타나기 시작했습니다. 그중에는 이전에 보고된 적이 없는 두 가지 화합물이 있었습니다.

두 가지 새로운 화합물 중 하나인 프리메틸레노마이신 C 락톤은 그람 양성균에 대해 시험했을 때 매우 강력한 항균 활성을 보였습니다.

특히 이 화합물은 MRSA와 엔테로코쿠스 패시움(Enterococcus faecium)을 효과적으로 죽입니다. 이 두 종류의 박테리아는 많은 일반 약물에 내성이 있어 치료하기 매우 어렵습니다.

뛰어난 활성 및 약물 내성 특성

프리메틸레노마이신 C 락톤은 메틸레노마이신 A보다 박테리아를 죽이는 데 약 100배 더 강력할 뿐만 아니라, 또 다른 매우 주목할 만한 장점도 가지고 있습니다.

28일간의 실험 기간 동안 박테리아는 새로운 약물에 대한 내성을 발달시키지 않았습니다.

이 실험에서 엔테로코쿠스 패시움(Enterococcus faecium) 박테리아는 새로운 화합물에 지속적으로 노출되었으며, 용량을 증가시켰습니다. 이는 박테리아가 약물에 내성을 갖도록 학습하기에 이상적인 조건입니다.

그러나 결과는 최소 억제 농도가 시험 기간 내내 변하지 않았음을 보여주었습니다. 이는 화합물이 박테리아가 "내성"을 갖지 않고도 항균 효과를 유지했음을 의미합니다.

항생제 내성으로 인해 여러 감염병의 치료가 그 어느 때보다 어려워지고 있기 때문에 이는 중요한 진전입니다. 박테리아가 내성을 가질 가능성이 낮은 새로운 약물이 개발되면 의학계에 긍정적인 신호입니다.

하지만 과학자들은 여전히 ​​신중한 입장입니다. 연구에 참여하지 않은 벨파스트 퀸스 대학교의 화학자 스티븐 코크런은 실험실에서 박테리아를 죽이는 화합물과 현장에서 실제로 사용되는 약물 사이에는 큰 차이가 있다고 말합니다.

그는 "인간에게 사용하도록 승인되려면 약물은 독성이 없고, 체내에서 안정적이며, 임상적 효과가 명확해야 한다는 등 많은 기준을 충족해야 합니다."라고 말했습니다.

약물 내성균 치료에 새로운 방향 제시

연구팀은 메틸레노마이신 C1-락톤의 잠재력을 발견한 후, 이 화합물을 약물로 개발하기로 계획했습니다.

그들은 현재 호주 모나쉬 대학의 화학자 데이비드 럽튼과 협력하여 박테리아에 의존하지 않고 실험실에서 해당 화합물을 합성하는 방법을 찾고 있습니다.

만약 성공한다면, 그들은 이 화합물을 대량으로 생산할 수 있고, 이를 통해 이 화합물이 어떻게 작용하는지, 그리고 인간 세포에 미치는 영향에 대한 추가 연구가 가능해질 것입니다.

이를 통해 화합물의 화학 구조를 조정하여 더 강력하거나 부작용이 적은 변형을 만들 가능성이 열립니다.

연구자들은 다음 단계는 박테리아에서 이 화합물의 생물학적 표적을 식별하고, 분자 구조의 작은 변화가 항균 효과를 어떻게 증가시키거나 감소시키는지 분석하는 것이라고 말했습니다.

이러한 지식은 동일 그룹에서 더 많은 항생제를 개발하는 데 기반이 될 것이며, 약물 내성 박테리아와의 싸움에서 의학계에 새로운 무기를 제공할 것입니다.

아직 해결해야 할 과제가 많지만, 이번 발견은 자연이 아직 밝혀내야 할 비밀이 많다는 것을 시사합니다. 많은 약물이 효능을 잃고 있는 이 시기에, 새롭고 효과적이면서도 내성을 가진 화합물이 바로 의학계 가 기다려온 것일지도 모릅니다.

출처: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/phat-hien-khang-sinh-manh-gap-100-lan-mang-hy-vong-moi-cho-y-hoc-20251110120120821.htm