항생제 내성없이 병원성 세균만 죽이는 항생 나노로봇 개발

(대전=뉴스1) 심영석 기자 = 항생제 내성박테리아에 대항해 활성산소로 박테리아만 죽이는 나노로봇이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

내성발생이 필연적으로 발생하는 기존 항생제의 제균 방식과 다른 새로운 방식을 적용, 내성으로부터 자유로운 감염치료제 개발의 실마리가 될 것으로 기대된다.

한국연구재단은 성균관대 김경규 교수 연구팀 등 국내 공동연구진이 황색포도상구균에 선택적으로 결합, 활성산소를 발생시켜 제균을 유도하는 20nm 크기의 나노로봇을 개발했다고 13일 밝혔다.

항생제 내성은 항생제가 무력화되는 현상을 말한다.

실제, 연구팀이 피하조직에 내성 황색포도상구균이 감염된 봉와직염 생쥐모델에 나노로봇을 주입하고 전기신호를 가했다.

그러자 감염균이 빠르게 사멸되고 염증이 사라지는 것을 관찰됐다.

또, 황색포도상구균에 감염된 대식세포(동물) 배양액에 나노로봇을 첨가하고 전류를 흐르게 하면 활성산소가 발생해 세포막을 파괴하는 것을 공초점현미경을 통해 확인했다.

연구의 핵심은 동물세포에 붙지 않고 세균에만 달라붙고, 원하는 때에 활성산소를 발생하는 나노로봇을 설계했다는 것이다.

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기존 항생제는 세균이 가진 단백질을 표적하기 때문에 표적 단백질에 돌연변이를 갖는 세균이 적응과정에서 살아남아 필연적으로 내성균이 발생한다.

반면, 활성산소에 의한 세포막 손상은 단순한 유전자 돌연변이에 의해 극복할 수 없어 내성균이 발생할 가능성이 매우 낮다.

항생나노로봇은 철나노입자를 실리콘 및 단백질로 코팅하는 한편 피부미용에 사용되는 낮은 에너지의 전기자극으로 나노로봇을 구동할 수 있도록 해 임상적용 가능성이 높다는 게 연구진의 설명이다.

연구진 관계자는 “동물모델에서의 이번 연구가 실용화되려면 생체적합 소재 및 구동방법 최적화 등을 통한 안전성 입증 등이 필요하다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구 성과는 나노의학 분야 국제학술지 ‘스몰’4월10일자 온라인판에 게재됐다.

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