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제목 Nature 최신 논문요약 : 다약제 내성(Multidrug-resistant)감염에 대항하는 항생제 G0775 개발
글쓴이 관리자
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Nature 최신 논문요약 : 다약제 내성(Multidrug-resistant)감염에 대항하는 항생제 G0775 개발

 

지난 50년동안 광범위한 노력에도 불구하고 그람 음성 병원균(Gram-negative pathogen)에 대한 어떠한 새로운 항생제도 승인받지 못했다. 특별히 ESKAPE'병원균 (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa 및 Enterobacter 종)은 그람 음성 병원균과 함께 치료 불가능한 다약제 내성(Multidrug-resistant, MDR) 감염을 일으킬 수있는 가장 심각한 위협 요소로 구분되어 왔다.

 

 

이번 주 《Nature》에 실린 논문에서, 크리스토퍼 헤이스, 피터 스미스 등은 아릴로마이신(arylomycin) 계열의 천연화합물을 화학적으로 최적화함으로써 강력한 광범위항생제 G0775를 개발했다고 보고했다. 그들은 임상에서 채취한 그람음성균을 이용한 in vitro 연구와 생쥐를 이용한 in vivo 연구에서 G0775의 효능을 입증했다. 이번 연구는, 최적화된 아릴로마이신 유사체(analogue)가 다제내성 그람음성감염증을 치료하는 새로운 항생제로 개발될 수 있는 길을 연 것으로 평가된다. 아릴로마이신은 비정형 세린 - 라이신 (serine-lysine)을 사용하는 박테리아 타입 I 시그널 펩티다제 (SPase)를 억제하는 매크로 사이클릭리포펩타이드의 일종으로 세포질 막을 통한 전좌 이후 프리 단백질의 신호 서열을 절단한다. 뇌수막염, 폐렴, 치명적 설사. 항생제 개발자들은 오랫동안 이런 끔찍한 질병들을 치료하느라 애를 먹었다. 왜냐하면 그 원인균인 그람음성균(gram-negative bacteria)이 이중으로 된 세포벽을 갖고 있는데, 그중에서 특히 외막(outer membrane)이 약물의 침투를 완강하게 거부하기 때문이다. 지난 50년 동안 그람음성균에 대항하기 위해 출시된 신약들은, 이미 승인된 기존 약물의 변형이었다. 그러나 그런 계열의 화합물에 대한 내성은 하늘을 찌르고 있는 실정이다.

 

사실 의학계에서 다제내성세균(multidrug-resistant bacteria)의 등장은 상당한 위협으로, ESKAPE 병원체들은 난치성 감염병의 급성 위험을 가속화시키고 있다. 그중에서도 그람음성균종들(Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter baumannii)은 특히 주목할한데, 이 균들은 이중막 구조로 싸여있기에 많은 항생제가 목표물에 접근하지 못하도록 막고 있기 때문이다. 이제 일부 과학자들이 그런 세균들의 외막을 새로운 방식으로 파괴하는 화합물을 만들어내었다. 머지않아 새롭게 개발된 화합물들은 더욱 강력한 세균(모든 그람음성 항생제를 무용지물로 만드는 세균)에 감염된 사람들의 생명을 살리는 효과를 가져올 기대된다.

 

캘리포니아 주 남부 샌프란시스코에 있는 바이오텍의 선두주자 제넨텍(Genentech)의 피터 스미스(Peter A. Smith)가 이끄는 연구팀은, 최적화 된 아릴로마이신은 그람 음성 항생제의 새로운 종류(Optimized arylomycins are a new class of Gram-negative antibiotics)임은 이번 9월 Nature에서 발표했다.  아릴로마이신(arylomycin) 계열의 천연화합물로부터 시작했다. 다양한 아릴로마이신은 그람음성균의 외막을 관통할 수 있지만, 표적에 결합하는 데 어려움이 있다. 그 표적은 내막에 박혀 있는 효소(SPase: type I signal peptidase)인데, 내벽과 외벽 사이의 공간쪽으로 돌출해 있다. 그래서 스미스와 연구팀들은 아릴로마이신의 화학구조를 체계적으로 변형함으로써, 내벽과 외벽 사이의 공간에 쉽게 도달하여 SPase에 결합할 수 있도록 최적화했다.  연구팀이 개발한 G0775라는 분자는, 인간에게 가장 큰 위협이 되는 그람음성균(예: Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii)을 무찌르는 능력이 500배 이상 강력한 것으로 밝혀졌다. 더욱이 그것은 연구진이 환자들에게서 채취한 49가지 다약재 내성형(multidrug-resistant form)에 대해서도 강력한 효능을 유지할 수 있는 것으로 보가하였다. 예를 들면, 13가지 항생제에 저항하는 악명 높은 내성 폐렴균(K. pneumoniae)을 이용한 실험에서, G0775는 최후의 공격을 통해 박멸하는 것으로 나타났다. 제넨텍의 스미스(Peter A. Smith) 연구팀은 이상의 연구결과를 9월 12일 《Nature》에 발표했다.

 

Source:

Nature. 2018 Sep;561(7722):189-194. doi: 10.1038/s41586-018-0483-6.

※ Reference:

1. https://www.majordifferences.com/2018/06/difference-between-cell-wall-of-gram.html

2. https://www.nature.com/articles/s41586-018-0483-6


2018-09-20 오전 10:55:30, 조회수 : 166