항생제 내성균 잡는 끈끈이?…세균 묶는 펩타이드 나노넷 [와우! 과학]

코로나19는 인류에게 신종 감염병의 위험성을 여과 없이 보여줬다. 하지만 새로운 전염병만 위험한 건 아니다. 항생제 내성균의 확산으로 오래전 인류를 괴롭혔던 세균들이 다시 위험해지고 있다. 항생제로 이 세균들을 통제할 수 없다면 현재는 쉽게 치료할 수 있는 질병도 미래에는 통제 불가능한 상태기 될 것이다.

물론 과학자들은 최악의 상황이 현실이 되기 전에 항생제 내성 문제를 해결하기 위해 많은 연구를 진행하고 있다. 수많은 연구자와 제약회사들이 새로운 항생제를 개발하는 것은 물론 기존의 항생제와 다른 방식으로 내성균을 파괴하거나 억제하는 방법을 연구하고 있다.

국립 싱가포르 대학의 과학자들은 일반적인 항생제와 달리 세균 내부가 아니라 밖에서 물리적으로 세균을 억제하는 방법을 개발했다. 현재 사용하는 항생제 대부분은 세균 물질 대사에 꼭 필요한 물질이나 유전자 복제 과정을 방해하는 방식이다. 따라서 내성균은 항생제가 공격하는 효소나 대사 과정을 우회하거나 세균 안으로 항생제가 들어오는 과정을 차단해 약물 내성을 획득한다.

연구팀이 개발한 나노미터 크기 그물인 나노넷(nanonet)은 세균 안으로 들어가는 대신 단순히 껍데기와 결합하는 방식으로 세균을 방해한다. 이 펩타이드 나노넷은 아미노산 15~16개 정도의 작은 분자로 세균 표면에 결합할 뿐 아니라 자신들끼리 붙어 긴 줄을 만든다. 그리고 궁극적으로 세균과 함께 엉켜 덩어리를 형성한다.

연구팀은 항생제 내성균에 쓸 수 항생제 최후의 항생제인 중 하나인 콜리스틴(colistin)에 대한 내성을 지닌 슈퍼 박테리아에 항균 펩타이드 나노넷을 사용했다. 연구 결과 내성균들은 실타래처럼 얽힌 펩타이드 나노넷에 묶여 꼼짝하지 못하는 신세가 됐다. 이렇게 움직이지 못하는 상태에서는 증식을 위해 분열할 수도 없고 새로운 먹이를 찾아 이동할 수도 없다. 덫에 갇힌 내성균은 항생제와 면역 시스템의 공격에 매우 취약한 상태가 되어 결국 파괴된다.

연구팀은 쥐를 이용한 동물 모델에서 펩타이드 나노넷이 큰 부작용 없이 내성균을 억제한다는 사실을 확인했다. 물론 펩타이드 나노넷이 인체에서 큰 부작용 없이 내성균을 묶을 수 있을지는 판단하기 이르다. 이 부분은 앞으로 전임상 단계 실험과 임상 시험을 통해서 입증해야 한다.

다만 인류를 서서히 압박해오는 항생제 내성균 문제를 해결하기 위해서는 새로운 항생제를 개발하려는 노력 못지않게 누구도 생각하지 못했던 창의적 해법 역시 시도되어야 한다. 펩타이드 나노넷 방식이 임상까지 가지 못하고 실패하더라도 새로운 시도가 멈춰서는 안 될 것이다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com