항생제 내성균도 죽이는 나노 칼날

(A bacterium's outer membrane gets pierced by a nasty nanotip. Credit: Zhejian Cao, Chalmers University of Technology)

갈수록 처치 곤란한 문제가 되고 있는 항생제 내성균 문제에 대응하기 위해 과학자들은 다양한 방법을 시도하고 있습니다. 그중 하나는 금속 유기 골격체 (Metal-organic frameworks (MOFs))를 이용하는 것입니다.

금속 이온과 유기 분자(리간드)가 서로 결합하여 만들어진 다공성 결정 구조입니다. ‘분자 레고’라고도 불리며, 매우 넓은 내부 공간과 표면적을 가져 가스 저장, 촉매, 약물 전달 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 따라서 항생 물질 전달에도 유용하게 활용될 수 있습니다.

하지만 스웨덴 칼머스 대학 (Sweden's Chalmers University)의 제장 카오 박사 (Dr. Zhejian Cao)와 동료들은 전혀 다른 접근 방법을 선택했습니다. 바로 물리적인 방법으로 항생제 내성균을 파괴하는 것입니다.

방법은 이렇습니다. 우선 금속 유기 골격체 위에 예리한 칼날 모양의 결정체가 자라도록 만들어 나노미터 크기 돌출부인 나노팁 (nanotip)을 형성합니다. 그리고 이 나노팁이 직접 세균의 세포막을 찟어 물리적으로 세균을 제거하는 것입니다.

항생제를 사용하지 않는 만큼 내성 우려는 없겠지만, 과연 세균만 선택적으로 파괴할 수 있을진 의문이 생기는데, 연구팀의 생각은 이 나노팁 금속 유기 골격체를 카테터나 임플란트에 코팅하면 감염성 세균의 생물막 형성을 효과적으로 막를 수 있다는 것입니다.

실제로 많은 병원 내 감염이 환자의 몸 속에 삽입된 카테터나 다른 기기에서 발생하는데 이를 막기 위해 항생제 코팅을 하지만, 항생제 내성균 확산으로 효과가 감소하고 있습니다. 물리적 방법으로 세균을 찟는 방법이 대안이 될 수 있을지 궁금합니다.

참고

https://newatlas.com/science/mof-antibacterial-surface/

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202505976

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