과학자들은 패혈증, 폐렴, 요로 감염과 같은 상태를 일으키는 박테리아에서 항생제 내성을 되돌릴 수 있는 새로운 잠재적 치료법을 발견했습니다.
메로펜엠과 같은 카바페넴은 페니실린과 같은 다른 항생제가 효과가 없을 때 심각한 다제제 내성 감염을 치료하기 위해 사용되는 중요한 항생제 그룹으로, 종종 '최후의 수단'으로 사용됩니다. 하지만 일부 박테리아는 메탈로-베타-락타마제(MBL)라는 효소를 생성하여 카바페넴 항생제를 파괴하여 작용을 멈추게 하여 카바페넴 치료를 견뎌내는 방법을 찾아냈습니다.
옥스퍼드 대학교 이네오스 옥스퍼드 항생제 연구소(IOI)와 유럽 내 여러 기관의 과학자들이 진행한 매우 협력적인 연구에서, 인돌 카복실레이트라 불리는 새로운 효소 차단제가 MBL 내성 효소의 작용을 멈추고 실험실에서 대장 균과 같은 박테리아 를 공격하고 죽일 수 있게 하며, 쥐 감염에서도 항생제가 자유롭게 공격하고 죽일 수 있음을 발견했습니다.
오늘(월요일) 네이처 케미스트리에 발표된 이 새로운 연구는 혁신 의약품 이니셔티브(IMI)의 지원을 받아 유럽 납공장(ELF)과 유럽 그람음성 항균 엔진(ENABLE) 프로그램을 통해 지원받았습니다.
연구진은 먼저 수십만 가지 화학물질을 스크리닝하여 MBL에 단단히 결합해 작용을 멈추고, 인간 단백질과 반응하지 않는 화학물질을 찾아 인돌 카복실산염을 유망한 신후보로 발견했습니다. 결정학이라는 과정을 통해 MBL이 어떻게 작용하는지 확대하여 자세히 살펴보면서, 연구진은 이 잠재적 약물들이 다른 약물과는 완전히 다른 방식으로 MBL에 결합한다는 것을 발견했습니다. 즉, 항생제와 MBLs의 상호작용을 모방하는 것입니다. 이 영리한 트로이 목마 기법 덕분에 이 잠재적 약물들은 매우 다양한 MBL을 생성하는 슈퍼버그에 대해 매우 효과적일 수 있습니다.
초기 발견 이후, 연구진은 약물의 효과를 최대한 높이기 위해 화학적으로 변화를 주었고, 카바페넴과 병용하여 다제내성 박테리아에 대해 실험실과 쥐 양쪽에서 시험했습니다. 카바페넴과 병용된 잠재적 신약은 카바페넴 단독보다 심각한 세균 감염 치료에 5배 더 강력하며, 농도도 낮은 것으로 나타났습니다. 중요한 점은, 이 잠재적 약물들이 쥐에서 경미한 부작용만 보인다는 것입니다.
카르바페넴은 페니실린과 관련 항생제인 베타락탐과 유사하게 작용하며, 박테리아가 성장하고 증식할 때 새로운 세포벽을 형성하는 것을 막아 박테리아를 죽입니다. 카바페넴은 다른 유사 항생제보다 더 안정적이며, 박테리아가 항생제에 저항하기 위해 사용하는 많은 방법들이 카르바페넴에는 효과가 없습니다.
하지만 MBLs를 암호화하는 유전자를 통해 카바페넴에 대한 내성이 발생했으며, MBL은 박테리아에서 박테리아로 빠르게 전달될 수 있습니다. MBL을 표적으로 하는 허가받은 약물은 없으며, 임상 시험 중인 약물은 단 하나뿐이므로, 내성을 극복하고 카바페넴을 보호하며 이 소중한 약물들을 더 오래 지속할 수 있는 신약을 시급히 찾아야 합니다.
세계보건기구(WHO)는 2050년까지 매년 1,000만 명이 항생제 내성으로 인한 사망자가 발생할 것으로 추정하며, 이는 암 관련 사망자 수를 넘어서는 현상으로, 이는 오늘날 인류가 직면한 가장 시급한 건강 문제 중 하나가 될 것입니다.
옥스퍼드 대학교 이네오스 옥스퍼드 연구소 화학과 학술 책임자인 크리스토퍼 쇼필드 교수는 다음과 같이 말했습니다:
"항균제 내성의 증가는 절대적으로 불가피합니다. 이것은 엄청난 문제입니다. 왜냐하면 우리가 집단적으로 충분히 임상적으로 유용한 새로운 항생제를 만들지 못했기 때문입니다. 사회로서 우리는 새로운 항생제를 만들고 기존 항생제를 보호할 방법을 찾아야 합니다. 그렇지 않으면 일상적인 현대 의학이 상상할 수 없을 만큼 끔찍한 방식으로 붕괴될 것입니다.
"학계와 산업계 과학자들의 협력 노력으로 박테리아가 항생제에 맞서 싸우는 방법 중 하나를 차단할 수 있는 완전히 새로운 약물군을 발견했습니다. 이 연구는 방대한 화학물질 라이브러리를 스크리닝하는 것부터 실험실에서 최고의 약물 후보를 시험하는 것에 이르기까지 수년간의 노력의 결실입니다. 우리는 이 새로운 약물 유형을 적극적으로 진행 중이며, 특히 카바페넴 항생제에 대한 내성이 널리 퍼진 저소득 및 중산층 국가에서 임상시험을 진행하고 있습니다."
옥스퍼드 대학교 이네오스 옥스퍼드 연구소 생물학 학술 책임자인 팀 월시 교수는 다음과 같이 말했습니다:
"창조할 수 있는 공간이 주어진다면 학계는 놀라운 것을 만들어낼 수 있습니다 – 그리고 바로 우리가 여기서 본 것입니다. INEOS의 훌륭한 지원 덕분에, 우리는 IOI 내에서 다양한 박테리아 표적과 응용에 대해 이러한 유형의 신약 개발 프로그램을 복제할 수 있습니다.
"현재 항생제에 대한 내성을 극복하는 약물뿐만 아니라, IOI에서는 인간에게 감염을 일으키는 박테리아뿐만 아니라 농장 동물에 영향을 미치는 박테리아와 싸우기 위한 완전히 새로운 유형의 항생제를 발견하고자 합니다. 닭과 돼지 같은 동물들은 인간의 항균제 내성의 원인이기 때문에, 농업에만 독점적으로 사용할 수 있는 약물을 개발하고 다종 내성 감염으로부터 보호하는 데 도움을 주고자 합니다."
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편집자 주석
옥스퍼드 대학교 이네오스 옥스퍼드 항생생물 연구소 소개
이네오스 옥스퍼드 항미생물 연구소(IOI)는 2021년 1월 옥스퍼드 대학교에 설립되어 우리 시대의 가장 큰 공중보건 문제 중 하나에 대한 해결책을 모색하기 위해 연구, 교육 및 협력을 촉진합니다. 우리의 사명은 항생제 신제품 개발을 가능하게 하는 과학을 이끌고, 항생제 내성 대응 방식에 있어 혁신적인 변화를 뒷받침할 증거를 제공하는 것입니다. 우리는 옥스퍼드 대학교, 영국 및 전 세계의 세계적 학술 인재들과 협력하며, 주로 박테리아의 항생제 내성에 관한 연구를 진행하고 있습니다.
IOI의 활동은 여러 상호 연결된 프로그램을 포함합니다:
- 동물 특이적 항생제 개발. 인간의 세균 감염 치료에 사용되는 대부분의 항생제는 동물에게도 사용되며, 이는 항균제 내성 성장에 주요 기여 요인입니다. 우리는 농업과 양식에만 사용되고 인간 항생제에 대한 교차내성을 전혀 보이지 않는 실질적인 대체 항생제를 발견하기 위해 새로운 선별 프로그램과 신규 후보 화합물을 설계하고 있습니다. 이를 달성하면 전 세계적인 논의와 정책 변화의 장이 마련되어, 모든 인간 항생제를 동물 사용에서 철회하고 인간 의약품의 효능을 미래 세대를 위해 보존하는 데 기여할 것입니다.
- 인간 세균 감염에 대한 새로운 치료법. 최첨단 의약화학을 적용하여 항균 신약 개발의 획기적인 발전을 촉진하고 있습니다.
- '원 헬스' – AMR의 전 세계적 모습을 살펴보는 이야기입니다. 우리는 항생제 내성이 저중소득 국가의 건강 및 농업 구조에 미치는 영향을 이해하기 위해 글로벌 감시 및 평가 프로그램과 협력하여 국제적이고 협력적인 연구를 진행하고 있습니다. 우리는 글로벌 및 지역 정책 결정에 영향을 미칠 AMR 부담에 대한 중요한 실행 가능한 추정치를 개발하는 것을 목표로 합니다.
- · AMR 교육. AMR 분야의 대학원 과정과 정책 입안자, 산업 관계자, 임상 실무자를 위한 전문 단기 과정을 포함한 다양한 초기 경력 멘토링 기회와 혁신적인 교육 프로그램을 개발하여 AMR 문제를 관리할 수 있는 올바른 미래 역량을 갖추도록 합니다.
옥스퍼드 대학교
옥스퍼드 대학교는 6년 연속 타임스 하이어 에듀케이션 세계 대학 순위에서 1위를 차지했으며, 이 성공의 핵심에는 획기적인 연구와 혁신이 있습니다. 옥스퍼드는 연구 우수성으로 세계적으로 유명하며, 전 세계에서 가장 재능 있는 인재들이 모여 있는 곳입니다. 우리의 활동은 수백만 명의 삶을 돕고, 방대한 파트너십과 협업 네트워크를 통해 현실 문제들을 해결합니다. 우리의 연구는 폭넓고 학제간 특성이 창의적이고 창의적인 통찰과 해결책을 불러일으킵니다.
이네오스
INEOS는 세계에서 세 번째로 큰 화학 기업입니다. 매출액은 610억 달러이며, 전 세계 29개국에 194개 지점을 운영하며 36개 사업장에 26,000명을 고용하고 있습니다.
INEOS 제품은 전 세계 사람들의 생명을 구하고 건강을 개선하며 생활 수준을 향상시키는 데 크게 기여합니다. 이네오스의 사업은 페인트에서 플라스틱, 섬유에서 기술, 의약품에서 휴대전화에 이르기까지 다양한 상품 제조에 필수적인 원자재를 생산하며, 이네오스가 제조하는 화학물질은 현대 생활의 거의 모든 측면을 향상시킵니다. 이 시설들은 사회의 필요를 충족하는 원자재와 제품을 제공합니다. 과학적 혁신은 탄소 경제 저향 전환에도 기여하고 있습니다. 또한 플라스틱 폐기물 감소부터 순환 경제 구축에 이르기까지 중요한 역할을 하고 있습니다.
INEOS 제품은 의료 및 제약 분야에서 중요한 역할을 하며, 300개 이상의 제품을 공급하고 있으며, 이 중 다수는 EU/미국 약전과 미국 FDA 승인을 받았습니다. INEOS는 2020년 3월 코로나19 팬데믹에 직접 대응하여 영국, 프랑스, 독일, 미국에 7개의 신규 생산 시설을 건설하여 세계보건기구(WHO)가 권고한 75% 에탄올 손 소독제를 생산했습니다. 각 시설은 팬데믹 정점 동안 유럽과 미국의 병원과 최전선 의료 서비스에 매달 100만 병을 무료로 공급했으며, 현재는 일반 대중에게도 소매용으로 제공되었습니다.
INEOS는 현재 국제 스포츠 분야에서의 활동으로 가장 잘 알려져 있습니다. 현재 Sir Ben Ainslie와 INEOS Team UK가 제37회 아메리카 컵 우승을 위해 도전하는 것을 지원하고 있으며, 영국의 투르 드 프랑스 우승 사이클 팀인 The Grenadiers도 MF1의 1/3 지분을 보유하고 있습니다. 뉴질랜드 All Blacks 럭비팀과 퍼포먼스 파트너십을 맺고 있으며, 축구 클럽인 OGC Nice와 Lausanne Sport도 소유하고 있습니다.
짐 래트클리프 경 (INEOS 창립자 및 회장)
짐 래트클리프 경은 2018년에 비즈니스 및 투자 분야 공로로 기사 작위를 받았습니다. 그는 INEOS의 창립자이자 회장입니다. Sir Jim은 INEOS 공동 창립자인 앤디 커리와 존 리스와 함께 Ineos 옥스퍼드 연구소에 자금을 지원했습니다. 이 세 사람은 지금까지 공중보건 분야에서 여러 사업에 자금을 지원해왔으며, 여기에는 어린이 달리기 프로그램 GO Run for Fun과 The Daily Mile 지원, 영국 국방 및 군사 재활 센터의 신설 부서 지원, 사우샘프턴 병원 어린이 응급실 지원, 그리고 코로나19 팬데믹 최전선에 INEOS 손 소독제 필수품을 기부하는 등 다양한 활동이 포함됩니다. INEOS 팀은 항생제 내성을 가까운 미래에 가장 큰 글로벌 위협 중 하나로 보고 있으며, 이 분야의 긴급 과학 연구를 지원하기 위해 IOI 설립을 위한 자금을 지원했습니다.
유럽 납 공장
IMI의 유럽 리드 팩토리는 초기 신약 발견을 위한 독특하고 협력적인 플랫폼입니다. 이 프로젝트는 새로운 진단 또는 약물 리드 분자 발견을 위한 유럽의 모든 학자나 중소기업에게 비할 데 없는 기회를 제공합니다; 환자들에게 새로운 치료 옵션 개발로 이어질 수 있는 화합물들. 이를 위해 유럽 납공장은 고품질 화합물 라이브러리, 업계 표준 스크리닝 시설 및 신약 개발 전문성을 제공합니다. 유럽 납 공장은 2013년에 출범했으며, 30개의 공공 및 민간 파트너로 구성된 국제 컨소시엄이 관리하고 있습니다. www.europeanleadfactory.eu
ENABLE 소개
ENABLE에서는 글락소스미스클라인과 웁살라 대학교가 공동 주도하는 50개 이상의 유럽 학계 및 산업계 파트너가 협력하여 혁신 의약품 이니셔티브(IMI)의 지원을 받아 대장균, 폐렴균, 알루기노사균, 바우만니 균 등 주요 그람 음성 박테리아에 대한 새로운 항생제를 개발하는 프로젝트를 진행했습니다. ENABLE는 신약 개발을 위해 노력하는 고도로 유능한 과학자들의 참여 그룹과 함께 하향식으로 신약 개발 엔진을 빠르게 구축하는 데 성공했습니다. 커뮤니케이션 관련 질문이 있으면 릴리안 뢰베나우에게 연락해 주세요 (info@nd4bb-enable.eu). ENABLE은 ND4BB 프로그램의 일부입니다. ENABLE 프로젝트에 대한 자세한 정보는 www.nd4bb-enable.eu 를 방문 해 주세요
이 결과에 이르는 연구는 115583호 보조금 계약에 따라 혁신 의약품 이니셔티브 공동 사업의 자금을 지원받았으며, 이 자원은 유럽연합 제7차 프레임워크 프로그램(FP7/2007-2013)의 재정 기여와 EFPIA 기업의 현물 기여로 구성되어 있습니다. ENABLE 프로젝트는 학술 및 중소기업 파트너들의 기부로도 재정적 지원을 받고 있습니다. IMI에 대한 자세한 정보는 www.imi.europa.eu 를 방문 해 주세요
라트비아 유기합성 연구소
라트비아 유기합성연구소(LIOS)는 유기화학, 제약 연구, 분자생물학, 생체유기화학을 전문으로 하는 국립 연구기관입니다. LIOS는 발트 3국에서 선도적인 신약 개발 및 개발 센터로, 60년 이상의 신약 설계 및 기술 개발 경험을 보유하고 있습니다. IOS는 산업 파트너들에게 18종의 오리지널 의약품과 70종 이상의 제네릭 의약품을 납품했습니다. https://www.osi.lv/
