영국 연구진이 항생제 내성에 대응하는 연구의 일환으로 MRSA(메티실린 내성 황색포도상구균) 같은 다제내성 감염을 치료하는 차세대 항생제인 테익소박틴(teixobactin)을 효과적이고 단순화된 형태로 만드는데 성공했다.
영국 링컨대학교의 이슈와르 싱 박사가 이끈 연구팀은 새로 발굴된 테익소박틴 항생제에서 어떤 아미노산이 MRSA를 성공적으로 사멸시킬 수 있게 만드는지를 정확하게 밝혀냈다. 연구팀은 이 드문 분자를 새로운 의약품 생산을 위해 쉽게 사용할 수 있게 했다.
앞서 이 연구진은 항생제 내성에 대항하는데 있어 판도를 바꿀 게임체인저로 알려진 테익소박틴의 합성 유도체들을 성공적으로 생산하면서 세계에서 최초로 3차원적 분자 구성을 기록한 바 있다. 이러한 진전은 이 강력한 항생제가 어떻게 작용하며 항생제를 효과적으로 만들기 위해서 어떤 구성요소가 필요한지 이해하는데 있어 중요한 단계다.
이번에 발표된 MRSA에 대한 연구 결과는 약제내성균에 대항하는 과정에서 존재하는 장애물을 극복하는데 도움이 될 수 있다.
이슈와르 싱 박사는 “과학계는 테익소박틴이 발견 가능한 내성 없이 다양한 병원균을 효과적으로 사멸시킬 수 있도록 만드는 아미노산인 엔듀라시디딘(enduracididine)을 합성적으로 생산하는 것이 매우 어렵고 시간이 소요되며 높은 비용이 필요하다는 점을 발견한 상태”라고 말했다.
또한 “테익소박틴은 1940년대 이후 개발된 거의 모든 항생제들의 천연원료인 토양미생물에서 처음 분리됐지만 화학적 합성을 거쳐 이를 여러 버전으로 생산해야 의약품 개발과정의 장애물을 극복하고 잠재적인 치료제로 개발할 수 있다”고 설명했다.
싱 박사는 “작년에는 인공적으로 항생제를 생산하는데 성공했고 이번에는 MRSA에 대한 효능을 증가시켰다”며 “핵심 아미노산인 엔듀라시디딘은 높은 효능을 위해 중요하지만 지금까지는 강력한 테익소박틴 유도체들의 광범위한 생산과 새로운 의약품으로의 개발을 방해하는 요인”이었다고 부연했다. 또 “이제 천연 테익소박틴과 매우 유사한 효과가 있는 다수의 강력한 분자들을 개발함에 따라 임상 단계로 진입하는데 한 걸음 더 다가갔다”고 강조했다.
MRSA는 많은 항생제들에 내성을 보이는 슈퍼박테리아이며 다른 감염증보다 치료하기 어렵다. 이러한 슈퍼버그는 주로 병원에 입원 중이거나 특정 항생제로 치료를 받는 사람들에게 영향을 미치며 전 세계적인 공중보건위협 중 하나로 꼽히고 있다.
특히 앞으로 2050년까지 매년 추가적으로 1000만 명의 사람들이 약제내성 감염에 시달릴 것이라고 예상되고 있기 때문에 전 세계 의료연구자들은 다른 항생제들이 더 이상 효과적이지 않을 때 마지막으로 사용할 수 있는 새로운 항생제의 개발에 매우 주목하고 있다.
과학자들은 테익소박틴이 효과가 있었던 박테리아에서 발견 가능한 내성이 나타나지 않았다는 점과 이 항생제의 작용기전을 고려할 때 세균이 이 항생제에 내성을 갖도록 진화하지 않을 것이라고 보고 있다.
링컨대학교 생명과학대학 에드워드 테일러 부교수는 “항생제 내성은 새로운 항생제들의 발매보다 더 빠르게 확산되고 있는 발생 가능한 보건 위기”라며 “최근 발굴된 테익소박틴은 MRSA 같은 내성 병원균에 강력한 활성을 보이면서 막대한 잠재성이 나타나 전 세계적으로 중요하게 연구되고 있다”고 말했다.
또 “다른 연구그룹들이 엔듀라시디딘 아미노산을 시중에 나와 있는 구성요소로 대체한 적이 있지만 천연제품에 비해 효과가 덜했다”며 “이 연구는 이 드문 분자에 가장 적합한 대체물을 찾는 것이 목표였으며 비슷한 구조와 작용기를 가진 아미노산들이 가장 효과적이라는 점을 알아냈다”고 덧붙였다.
연구진은 MRSA에 대해 가장 유망한 활성을 보인 3종의 분자를 발견했으며 향후 상업적으로 이용 가능한 의약품 개발을 위해 여러 버전의 테익소박틴 생산을 위한 연구를 계속할 계획이다.
이 연구 결과는 지난달 영국왕립화학학회의 케미컬 커뮤니케이션즈(Chemical Communications)에 실렸다.
