뉴캐슬대학의 과학자들과 의사들이 만성 축농증을 해결하는데 도움이 되는 해결책을 해양 미생물에서 발견했다. 연구팀이 해조의 표면에서 발견되는 Bacillus licheniformis라는 미생물에서 분리한 deoxyribonuclease 효소를 비강 스프레이로 이용하면 축농증을 개선하는데 도움이 될 수 있음을 확인했다고 한다. ‘PLOS ONE’ 최신호에 발표된 이번 결과는 원래 배의 선체를 깨끗하게 할 목적으로 진행되던 연구에서 비롯되었다고 한다.

축농증은 영국과 유럽의 성인 10% 이상에게 영향을 끼친다고 한다. 뉴캐슬병원 NHS 재단 트러스트에 속하는 Freeman 병원의 이비인후과 및 두경부 외과수술 컨설턴트인 Mohamed Reda Elbadawey는 학생 환자들이 뉴캐슬대학의 연구팀과 접촉한 후 이번 연구의 의학적 적용에 참여하고 있다고 밝혔다. Elbadawey는 “축농증은 매우 흔하며 보건 시스템에 큰 부담이 되고 있다. 실제로 축농증 환자들에게는 코막힘, 콧물, 충혈, 반복적인 두통, 냄새를 맡기 곤란함, 안면 통증과 같은 증상이 발생한다. 스테로이드 비강 스프레이나 항생제는 많은 사람들에게 도움을 주지만 효과를 내지 못하는 다른 많은 환자들은 수술을 받아야 하는 부담감이 있다. 우리가 여기에 대한 대안을 개발한다면 연간 수만 명의 사람들에게 도움이 될 것”이라고 설명했다.

만성 축농증의 경우에는 부비동 점막(paranasal sinus mucosa)에서 군집을 형성한 세균들의 바이오필름(biofilm)이 주요 병태로 알려져 있다. 위협을 받는 조건에서 세균이 만들어내는 바이오필름은 항생제 살포로부터 자신들을 보호해주는 점액성 보호막 역할을 한다. 바이오필름은 세포 외 DNA가 거미줄처럼 다른 세균 및 세포외 기질과 서로 부착되어 형성된 덩어리이다. 바이오필름은 세균을 항생제의 공격으로부터 보호해주는 동시에 축농증을 치료하기 어렵게 만든다. 과학자들이 이들 세균들의 바이오필름의 형성을 통제하려고 하지만 숙주나 미생물의 DNA 등의 핵산을 포함하여 여러 점액성 세포 외 폴리머에 의해서 방해를 받고 있다. 때문에 연구팀은 세균과 연계된 만성 축농증에서 바이오필름의 생성에 대한 세포 외 DNA의 역할을 찾게 되었다고 한다.

이번 연구에서는 만성 축농증 환자 20명에게 내시경 부비동 수술(endoscopic sinus surgery)을 시행하면서 축농증 생검물과 점액을 수집하였다고 한다. 이들 환자들의 점액에 대한 투과 전자 현미경 검사에서 여러 단계의 숙주세포와 비세포 기질이 섞여 있는 것으로 나타났다. 또한 이들 환자들의 생검물에 존재하는 바이오필름에서 각각 2~6종의 서로 다른 종의 세균을 분리할 수 있었다. 이들 세균들은 16종의 서로 다른 종에 속했으며 가장 많이 확인된 종류는 coagulase-음성 staphylococci, Staphylococcus aureus와 α-haemolytic streptococci였다.

이들 중에서 실험실에서는 총 24종의 다른 균주들이 바이오필름 형성을 조사하기 위한 대상으로 선택되었다. 이들 세균들을 마이크로플레이트 모델 시스템에 적용하여 시험해 본 결과, 14종이 바이오필름을 형성하였다고 한다. 이들 세균들이 생산하는 바이오필름은 Bacillus licheniformis의 배양액에서 분리 정제한 NucB로 분해될 수 있었다고 한다. 해양 세균인 Bacillus licheniformis는 원래 선체에 달라붙는 점액성 물질과 바이오필름을 제거하는 목적으로 연구되었다. 그러나 사람의 질병에 관련된 바이오필름에도 적용 가능성이 제시되어서 이번 연구에 활용되게 되었다.

연구팀은 NucB가 시험된 세균의 바이오필름을 58%나 분해시키는 것도 확인했다. 그 결과로 거미줄처럼 세균들의 바이오필름을 잡아주고 있는 세포외 DNA를 분해시켜서 바이오필름이 파괴되고 세균들의 보호장벽에서 벗어나게 되었다고 한다. 연구팀은 NucB를 정제하여 다른 바이오필름에 처리했을 때에도 세균이 외부에 드러나게 되어서 항생제들의 공격을 받을 수 있는 상황이 되는 것을 재확인했다. 연구를 주도한 Nicholas Jakubovics 교수는 “이 효소는 우리가 시험한 세균들에서 모두 바이오필름을 절반 이상이나 사라지게 만들었다”라고 설명했다. 연구팀의 다음 연구는 추가적인 시험과 제품 개발을 진행하는 것이라고 한다. 또한 기업체와의 협력도 기다리고 있다고 한다

출 처 :http://www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130218173302.htm (GTB)