(A. Setup to conduct Optical Nanomotion Detection based antibiotic susceptibility test: a low cost optical microscope and a mobile phone are enough. B. Optical image of E. coli bacteria. C. Same field of view as B in false colors that highlight bacterial displacements, red: high amplitude motion, blue: no displacement. Credit: Ines Villalba (EPFL))
앞서 여러 번 소개한 것처럼 항생제 내성은 미래가 아닌 현재 의료계가 직면한 심각한 문제입니다. 하지만 그렇다고 항생제를 사용하지 않을 순 없습니다. 심한 감염이 있는 환자를 그대로 방치하면 심각한 상태에 이르거나 혹은 사망에 이를 수도 있기 때문입니다. 그러나 의료진이 투여하는 항생제가 실제로 감염균에 효과적인지 모르는 상태에서 사용해야 한다는 것이 큰 문제입니다.
일반적으로 균을 동정하기 전에는 경험적 항생제를 사용하다가 원인균이 나오면 거기에 맞게 항생제를 쓰기는 하나 항생제 감수성 검사 (Antibiotic sensitivity testing, AST) 결과가 나오는 데는 보통 24시간 이상이 걸립니다. 결핵균처럼 분열 속도가 느린 경우 한 달이 걸리기도 합니다. 항생제를 넣고 얼마나 증식하는지 관찰해야 하기 때문입니다.
스위스 로잔 연방공대의 샌도르 카사스 박사와 벨기에 브뤼셀 자유 대학의 로니 윌라어트 교수 (Dr. Sandor Kasas at EPFL and Professor Ronnie Willaert at Vrije Universiteit Brussel)가 이끄는 연구팀은 현미경과 스마트폰 만으로 2-4시간 만에 항생제 감수성을 테스트하는 방법을 개발했습니다.
이들이 개발한 방법은 광학 나노모션 감지 optical nanomotion detection (ONMD) 기술에 기반을 두고 있습니다. 쉽게 이야기하면 현미경과 스마트폰 카메라로 세균의 미세한 움직임을 감지하는 것입니다. 최신 스마트폰의 성능은 이런 미세한 움직임을 감지할 수 있을 정도로 발전했기 때문에 다른 복잡한 도구 없이 스마트폰과 현미경, 그리고 어플만 있으면 세균의 움직임을 감지할 수 있습니다.
세균 역시 살아 있는 생명체로 끊임 없이 움직이면서 주변 환경과 상호 작용을 하게 되어 있습니다. 그런데 항생제 때문에 죽어가는 세균은 이런 움직임이 멈추게 됩니다. 그렇다면 세균의 증식하는지 기다리는지 오래 기다리지 않고도 항생제에 듣는 세균인지 아닌지 알 수 있는 것입니다.
내성균에 효과가 있는 마지막 항생제들을 남용할 경우 결국 이 항생제에 대해서도 내성이 있는 세균을 키우게 됩니다. 내성이 없는 세균에 대해서도 최후 항생제를 사용하는 것을 막고 가장 잘 듣는 항생제를 선택하기 위해 항생제 내성 검사가 중요합니다. 연구팀은 이 방법이 매우 저렴하고 기존의 시스템을 활용할 수 있어 앞으로 빠르게 임상에 적용될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 과연 실제로 임상에 도입될 수 있을지 궁금합니다.
참고
https://phys.org/news/2023-04-antibiotic-resistance-fast-cheap-easy.html
Villalba, Maria I. et al, Simple optical nanomotion method for single-bacterium viability and antibiotic response testing, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2221284120
댓글
댓글 쓰기