한국생명공학연구원은 감염병연구센터 류충민 박사 연구팀이 슈퍼박테리아를 효과적으로 제어할 수 있는 금 나노입자와 지질 나노입자 기반 신규 항생제를 개발했다고 밝혔다.

 슈퍼박테리아는 항생제에 내성을 가진 고위험성 세균이다.

 이는 항생제 오남용에 의해 생기며, 세계보건기구(WHO)는 슈퍼박테리아를 '차세대 팬데믹'이 될 것으로 경고했다.

 슈퍼박테리아 녹농균의 생존에 필요한 철분을 세포 내로 이동시키는 유기물질인 '시데로포어'(siderophore)에 금 나노입자를 결합, 새로운 개념의 나노입자를 설계했다.

 여기에 특정 파장의 빛(근적외선)을 처리하면 세균으로 들어간 금 나노입자가 순간적으로 수백도의 열을 발생시켜 녹농균을 사멸시키는 원리다.

 피부 감염 생쥐 모델을 이용한 실험 결과, 상처가 신속하게 치유된 모습이 확인됐다.

 면역세포나 정상 피부 조직에는 영향을 미치지 않았다.

 연구팀은 또 유전체 편집 시스템인 '크리스퍼 카스 13a 유전자 가위'(CRISPR-Cas13a)를 전달할 수 있는 새로운 지질 나노입자를 설계했다.

 가이드RNA가 교정해야 할 유전자 부위를 인식하면 절단 효소인 카스 13a가 세포 내 리보핵산(RNA)을 무작위적으로 분해해 세균을 죽인다.

 패혈증 동물 모델을 이용한 실험 결과, 지질 나노입자에 의해 세균 몸속으로 들어간 유전물질이 치명적인 유전자 편집을 일으키며 세균이 사멸돼 패혈증을 성공적으로 억제한 모습을 확인했다.

 류충민 박사는 "슈퍼박테리아를 연구하는 생물학에 나노기술을 접목해 기존 항생제 치료 방식에서 벗어난 차세대 감염 치료법을 제시했다"고 연구 의의를 밝혔다.

 이번 연구 성과는 국제 학술지 '에이씨에스 나노'(ACS Nano)에 지난 2월 2일 자로 실렸다.