항생 물질에 대한 내성을 획득하기에 이른 내성균, Super Bug(超多剤耐性菌)의 등장은, 세계의 의료인이 직면하고 있는 성가신 문제다.

내성균에 대한 효과적인 대처법이 고안되지 못했을 경우, 2050년까지 연간 100만 명의 인간이 목숨을 잃게 될 것이라는 추산도 있을 정도다.

그러나 어쩌면, 프린스턴 대학(미국)의 연구팀이 개발했다는 『독화살』이 타개책이 될 지도 모른다.

이 분자는 내성균의 보호층을 화살처럼 관통하여, 내부에서 파괴하는, 그야 말로 독화살이다.

이 연구는 『Cell』 (6월3일자)에 게재되었다.

A Dual-Mechanism Antibiotic Kills Gram-Negative Bacteria and Avoids Drug Resistance : Cell   https://www.cell.com/cell/fulltext/  S0092-8674(20) 30567-5

세균의 외막을 관통, 내부의 엽산을 파괴하는 독화살 분자

세균에 있어서 공포가 아니고는 아무것도 아닌, 이 분자의 이름을 「SCH-79797」이라고 한다. 이 유니크한 성질은, 신구(新旧) 다양한 촬영 영상 기술과 분석법에 의해 몇 년에 걸쳐서 밝혀진 것이다.

세균은, 크게 「그람 음성균」과 「그람 양성균」 2종으로 나눌 수 있다. 성가신 것은 튼튼한 외막을 가지고 있는 「그람 음성균」이다.

그람 음성균에 듣는 새로운 타입의 약제가 등장한지 30년은 되었다고 하지만, 이 막의 덕택으로, 대부분의 항생 물질이 최종적으로는 퇴짜를 맞아 왔다.

그러나 SCH-79797은 이 외막을 관통하고, 더욱이 세포 내의 엽산을 파괴한다고 하는 2단계 작용으로, 효과적으로 세균을 구축할 수 있다.

저항 불가능한 독화살의 파괴력

아무리 강력한 파괴력을 가졌다고 해도, 세균의 가장 귀찮은 점은, 세대를 거듭하는 동안에 바로 새로운 내성을 지니게 돼 버리는 것이다. 아무리 뛰어난 항생 물질이더라도, 가까운 장래 SCH-79797을 속일 수 있는 세균이 등장했다고 한들 전혀 이상하지 않다.

그래서 연구팀은, 독화살에 내성을 갖는 세균이 발생할 가능성에 대해서 조사해 보았다.

대장균, 메티실린 내성 황색포도상구균(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus、MRSA), 임균(淋菌.gonococci) 이라고 하는, 순식간에 약제 내성을 획득하는 것으로 알려져 있는 세균들에게 SCH-79797을 반복해서 사용해 보았다.

놀랍게도 이러한 실험에도 불구하고, SCH-79797에 내성을 가진 것은 발견되지 않았다고 한다.

이러한 특징으로부터, SCH-79797의 『유도체』는, 저항 불능을 의미하는 「Irresistin」 으로 명명되었다.

유도체(誘導体)인 이유

또한 「유도체」 란 원래의 화합물 구조나 성질이 크게 변하지 않을 정도로, 그 일부를 변화시킨 것을 말한다.

왜 그 자체가 아니고 유도체를 개발한 것일까? 그것은 SCH-79797의 강한 파괴력에 있다.

확실히 SCH-79797은 세균을 매우 효과적으로 구축(駆逐) 하지만, 인간세포에도 이와 동등한 파괴력을 발휘해버리기 때문에 인체에 투여할 수는 없다.

그래서 개발된 Irresistin-16 유도체는, 세균에 대한 강력한 파괴력을 자랑하면서도, 인간 세포에 대한 위력은 1000분의 1로 억제되어 있다. 이것이라면 인체에 위험한 부작용을 끼치는 일 없이도, 세균을 죽일 수 있다.

임균에게 감염된 마우스에 투여한 결과, 정확하게 감염증을 치료할 수 있었다고 한다.

새로운 타입의 항생 물질 개발의 기초

Irresistin-16은, 단지 단순히 내성균에 효과적인 신병기일 뿐만 아니라, 새로운 타입의 약제개발의 기초로도 유망하다고 한다.

그람 양성균이나 그람 음성균에 대한 약제 내성을 일으키지 않는 최초의 항생물질이다. 그 효과(효용성)는 매우 중요한 점이지만, 과학자로서 특히 흥분되는 것은, 이 항생물질의 작용을 해명한 것이다.

1개의 분자가 2개의 메커니즘으로 공격한다. 이것을 일반화하고, 언젠가는 더 뛰어난 항생물질이나 새로운 타입의 항생물질을 개발 할 수 있다고 생각한다. (Zemer Gitai씨)

References : Princeton team develops `poisoned arrow' to defeat antibiotic-resistant bacteria  ⇒  바로 읽기