두 가지 목표를 동시에 공격하는 항생제

항생제 내성균 확산 문제를 해결하기 위해 과학자들은 새로운 항생제를 개발하는 것은 물론이고 기존에 있던 항생제도 개량하기 위해 많은 연구를 진행하고 있습니다. 시카고 일리노이 대학 (University of Illinois Chicago (UIC))의 연구팀은 흔히 사용하는 두 가지 항생제의 기능을 합친 새로운 능력을 지닌 항생제를 개발했습니다. 연구팀은 두 가지 기전으로 동시에 작용하는 항생제가 더 효과적으로 세균을 차단하고 내성 발현을 막을 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

연구팀이 주목한 항생제는 마크로라이드(Macrolide)계 항생제 입니다. -mycin이라는 접미어로 끝나는 항생제로 에리스로마이신이나 아지스로마이신, 클라리스로마이신이 대표적입니다. 이 항생제는 마크로락톤 고리(macrolactone ring)에 사이드 체인이 붙어 있는 형태로 박테리아의 리보솜을 방해해서 단백질 합성을 막아 세균을 억제합니다.

두 번째로 주목한 항생제는 퀴놀론 (Quinolone)계 항생제인데, 대부분 플로르퀴놀론 (fluoroquinolones) 형태로 사용되며 광범위 항생제 중 하나인 시프로플록사신 (Ciprofloxacin)이 대표적입니다. 이 항생제는 세균의 DNA 합성을 막아 증식을 방해하고 세균을 죽게 만듭니다.

두 항생제 모두 널리 사용되는 항생제이기 때문에 내성균 출현으로 효과가 점점 떨어지는 문제가 있습니다. 연구팀은 마크로라이드계 화학 물질의 사이드 체인에 플로르퀴놀론과 비슷한 분자를 넣는 식으로 항생제를 개조했습니다. 이렇게 만든 마크론 (macrolone)은 리보솜과 결합 능력이 오히려 더 뛰어나 더 강한 항생제 효과를 기대할 수 있을 뿐 아니라 동시에 두 부분을 차단해 내성 발현을 어렵게 만들 수 있습니다. 박테리아에서 내성 발현은 무작위 돌연변이와 내성 유전자 전달에 의한 것인데, 동시에 두 가지 유전자가 랜덤하게 변할 확률이 많지 않기 때문입니다.

연구팀은 실제 상용화를 위한 유망한 마크론 물질로 MCX-128를 선정하고 후속 연구를 진행 중입니다. 약물 개발은 결국 인체 내에서의 효과가 중요하고 심각한 부작용이 없어야 하기 때문에 임상 시험을 해보기 전까지는 상용화를 장담할 수 없습니다. 새로운 접근법이 결실을 맺을 수 있을지 결과가 궁금합니다.

참고

https://newatlas.com/health-wellbeing/macrolone-antibiotic-bacterial-resistance/

https://www.nature.com/articles/s41589-024-01685-3

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