새로운 폭넓은 개발

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 4104(2023) 이 기사 인용

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항생제에 대한 박테리아 내성은 전 세계적으로 중요한 건강 문제입니다. 수요가 증가하고 있음에도 불구하고 지난 수십 년 동안 임상적으로 사용할 수 있는 새로운 항균제 및 치료법은 거의 없었습니다. 항균 펩타이드는 집중적으로 연구되었으며, 그 중 다수는 시험관 내에서 큰 가능성을 보여주었습니다. 우리는 이전에 Lactobacillus plantarum의 박테리오신 Plantaricin NC8 αβ(PLNC8 αβ)가 Staphylococcus spp.를 효과적으로 억제하고 인간 각질 세포에 대한 세포 독성을 거의 또는 전혀 나타내지 않는다는 것을 입증했습니다. 그러나 그람 음성 종을 억제하는 데 한계가 있기 때문에 본 연구의 목적은 PLNC8 αβ의 β 펩타이드에서 유래된 활성 스펙트럼이 향상된 새로운 항균 펩티도미메틱 화합물을 식별하는 것이었습니다. 우리는 ESKAPE 병원체를 포함하여 그람 양성균과 그람 음성균 모두에 대해 항균 활성이 크게 향상된 작은 리포펩타이드 라이브러리를 합리적으로 설계하고 합성했습니다. 리포펩타이드는 말단 지방산 사슬이 있는 16개의 아미노산으로 구성되어 있으며 세포막을 투과시켜 박테리아를 효과적으로 억제하고 죽이는 미셀로 조립됩니다. 그들은 낮은 용혈 활성을 보여주며 리포솜 모델 시스템은 박테리아 지질막에 대한 선택성을 추가로 확인합니다. 다양한 항생제와 리포펩타이드의 조합은 시너지 효과 또는 부가적인 방식으로 효과를 향상시켰습니다. 우리의 데이터는 새로운 리포펩타이드가 미래의 항균제로 유망하다는 것을 시사하지만, 생체 내 효능을 추가로 검증하려면 관련 동물 모델을 사용한 추가 실험이 필요합니다.

항생제는 그람 양성균과 그람 음성균 모두의 세균 감염에 대한 가장 효과적인 치료법입니다. 많은 종은 만성 상처 및 의료 기기(예: 카테터 및 보철 임플란트1)와 관련하여 인간에게 심각한 감염을 일으킬 수 있는 기회감염 병원체입니다. 이러한 세균 축적은 일반적으로 치료가 어려운 지속적인 감염의 기초가 되며, 이는 세균 전파 및 전신 합병증 발생 위험을 증가시킵니다2,3. 더욱이, 항생제 내성의 점진적인 증가를 고려하면, 이용 가능한 옵션이 점점 제한되고 있기 때문에 치료를 달성하기가 훨씬 더 어려울 수 있습니다4. 결과적으로, 세균 감염에 대한 새로운 접근법과 혁신적인 대체 치료법이 시급히 필요합니다. 항균 펩타이드(AMP)는 가장 유망한 종류의 항균 물질 중 하나이며 매우 강력한 새로운 치료제 개발을 위한 풍부한 원천입니다5,6.

항생제의 효과가 떨어지기 때문에 AMP는 항균 특성으로 인해 인간 의학에서 매력적인 후보가 되었습니다. 많은 AMP는 진핵 세포에 대해 낮은 독성을 나타내며 항생제에 대한 내성을 획득한 병원성 박테리아에 대해 활성을 나타냅니다5,7. 이러한 펩타이드는 일반적으로 용액에 있을 때 정렬된 2차 구조가 없는 짧은 서열(< 100개 아미노산)로 구성됩니다. 이들은 일반적으로 열에 매우 안정적이고 pH 변화에 잘 견디며 광범위한 미생물에 대해 살균 활성을 나타냅니다8,9,10,11. 박테리오신은 여러 다른 박테리아에 의해 생산되는 이질적인 AMP 그룹입니다. 이들은 좁은 스펙트럼과 넓은 스펙트럼을 모두 가질 수 있으며, 몇몇 박테리오신은 강력한 항균 활성과 동물 세포에 대한 낮은 독성을 나타냅니다5. 우리는 이전에 박테리오신 PLNC8 αβ가 그람 음성 구강 병원체 Porphyromonas gingivalis를 투과화하고 인간 세포에 대한 세포 독성 및 면역 조절 효과를 억제한다는 것을 보여주었습니다12,13. 또한, 우리는 최근 PLNC8 αβ가 항생제에 대한 내성을 획득한 균주를 포함하여 포도상구균 속의 박테리아에 대해 가장 효과적이며 다양한 항생제의 활성을 몇 배로 향상시키는 것으로 나타났습니다.