펩티드는 약물 내성 박테리아를 항생제에 다시 민감하게 만듭니다.

펩티드는 약물 내성 박테리아를 항생제에 다시 민감하게 만듭니다.
펩티드는 또한 자체적으로 다제 내성 박테리아를 죽입니다.
데이트:2020 년 8 월 6 일
출처:난양 기술 대학
요약:과학자들은 기존 항생제와 함께 사용하면 다제 내성 박테리아를 항생제에 다시 민감하게 만들 수있는 합성 펩타이드를 개발하여 특정 항생제 내성 감염에 대처할 수있는 병용 치료 전략의 전망을 제공합니다. 합성 항균 펩타이드는 그 자체로 항생제에 내성이있는 박테리아를 죽일 수 있습니다.

싱가포르 난양 공과 대학 (NTU Singapore)의 과학자들은 기존 항생제와 함께 사용하면 다제 내성 박테리아를 항생제에 다시 민감하게 만들 수있는 합성 펩타이드를 개발하여 특정 항생제 내성을 해결하기위한 병용 치료 전략의 전망을 제시했습니다. 감염.

합성 항균 펩타이드는 그 자체로 항생제에 내성이있는 박테리아를 죽일 수 있습니다.

세계 보건기구에 따르면 매년 전 세계적으로 약 70 만 명이 항생제 내성 질환으로 사망합니다. 새로운 치료제가 없을 경우 내성 슈퍼 버그로 인한 감염으로 인해 2050 년까지 매년 전 세계적으로 1,000 만 명이 추가로 사망하여 암을 넘어 설 수 있습니다. 항생제 내성은 박테리아가 박테리아를 죽일 수있는 약물이 세포벽을 통과하지 못하도록 인식하고 방지 할 수있을 때 발생합니다.

이 위협은 COVID-19 대유행으로 인해 가속화되고 병원에 입원 한 환자는 종종 항생제를 투여하여 2 차 세균 감염을 억제하고 내성 병원체가 출현하고 확산 될 수있는 기회를 확대합니다.

Kimberly Kline 부교수와 Mary Chan 교수가 이끄는 NTU Singapore 팀은 박테리아 세포벽과 구조적으로 닮은 갑각류 껍질에서 발견되는 설탕 인 키토산의 반복 단위로 구성된 CSM5-K5로 알려진 항균 펩타이드를 개발했습니다. 아미노산 라이신의.

과학자들은 박테리아 세포벽과 키토산의 구조적 유사성이 펩타이드가 상호 작용하고 그 안에 내장되어 결국 박테리아를 죽이는 벽과 막에 결함을 일으킨다 고 믿습니다.

연구팀은 병원의 살아있는 조직이나 의료 기기와 같은 표면에 달라 붙을 수 있고 전통적인 항생제가 침투하기 어려운 박테리아의 끈적 끈적한 코팅 인 생물막에서 펩티드를 테스트했습니다.

실험실에서 미리 형성된 생물막과 생쥐의 상처에 형성된 생물막 모두에서 NTU가 개발 한 펩타이드는 4 ~ 5 시간 만에 박테리아 균주의 90 % 이상을 죽였습니다.

별도의 실험에서 CSM5-K5를 박테리아가 다른 방식으로 내성이있는 항생제와 함께 사용했을 때 CSM5-K5를 단독으로 사용했을 때보 다 더 많은 박테리아가 사멸되어 펩타이드가 박테리아를 항생제에 민감하게 만들었 음을 시사합니다. 이 병용 요법에 사용 된 항생제의 양도 일반적으로 처방되는 것보다 낮은 농도였습니다.

이번 연구 결과는 5 월 과학 저널 ACS Infectious Diseases 에 게재 되었습니다.

NTU의 싱가포르 환경 생명 과학 공학 센터 (SCELSE)의 수석 연구원 인 Kimberly Kline Assoc 교수는 다음과 같이 말했습니다 : "우리의 연구 결과는 우리의 항균 펩타이드가 단독으로 사용하거나 기존 항생제와 함께 사용하여 다제 내성 박테리아와 싸우는 데 효과적이라는 것을 보여줍니다. . 항생제와 함께 사용하면 효능이 증가하여 약물에 대한 박테리아의 감수성을 다시 회복합니다. 더 중요한 것은 우리가 테스트 한 박테리아가 펩티드에 대한 내성이 거의 또는 전혀 발생하지 않아 가능한 병용 치료제로서 항생제에 효과적이고 실행 가능한 추가라는 사실을 발견했습니다. 항생제 내성 증가와 씨름하는 세계의 전략. "

NTU 항균 생명 공학 센터의 Mary Chan 교수는 다음과 같이 말했습니다 : "COVID-19 전염병에 대처하는 데 노력이 집중되고 있지만, 항생제 내성은 계속해서 증가하는 문제이며, 환자에서 발생하는 2 차 세균 감염이 발생합니다. 예를 들어 바이러스 성 호흡기 감염은 박테리아가 폐에 더 쉽게 들어가게하여 일반적으로 COVID-19와 관련된 세균성 폐렴으로 이어질 수 있습니다. "

항균 펩타이드의 작동 원리

양전하를 띠는 항균 펩타이드는 일반적으로 음전하를 띤 박테리아 막에 결합하여 막을 파괴하고 결국 박테리아를 죽게 만듭니다. 양전하를 띤 펩티드 일수록 박테리아에 결합하여 박테리아를 죽이는 데 더 효율적입니다.

그러나 펩타이드의 숙주에 대한 독성은 펩타이드의 양전하에 따라 증가합니다. 박테리아를 죽이면서 숙주 유기체의 세포를 손상시킵니다. 그 결과, 현재까지 조작 된 항균 펩타이드는 제한적인 성공을 거두었다고 NTU 생물학 대학의 클라인 Assoc 교수는 말했다.

NTU 팀이 디자인 한 CSM5-K5 펩타이드는 박테리아 생물막에 적용될 때 함께 모여 나노 입자를 형성 할 수 있습니다. 이 클러스터링은 단일 펩티드 사슬의 활성과 비교할 때 박테리아 세포벽에 더 집중된 파괴 효과를 가져옵니다. 즉, 높은 항균 활성을 갖지만 건강한 세포에 과도한 손상을 일으키지 않습니다.

CSM5-K5의 효능을 자체적으로 조사하기 위해 NTU 과학자들은 일반적으로 MRSA 슈퍼 버그로 알려진 메티 실린 내성 황색 포도상 구균을 포함하는 별도의 생물막을 개발했습니다. 대장균 (MDR E. Coli)의 매우 독성이 강한 다제 내성 균주; 및 반코마이신 내성 엔테로 코커스 파에 칼리스 (VRE). MRSA 및 VRE는 미국 질병 통제 예방 센터에서 심각한 위협으로 분류됩니다.

실험실 실험에서 CSM5-K5는 4 시간의 처리 후 99 % 이상의 생물막 박테리아를 죽였습니다. 쥐의 감염된 상처에서 NTU가 개발 한 항균 펩타이드는 박테리아의 90 % 이상을 죽였습니다.

CSM5-K5를 기존 항생제와 함께 사용했을 때 NTU 팀은 조합 접근법이 CSM5-K5 만 사용했을 때와 비교하여 실험실에서 형성된 생물막과 마우스의 감염된 상처 모두에서 박테리아를 추가로 감소시키는 것을 발견했습니다. 항균 펩타이드는 박테리아가 그렇지 않으면 내성이있는 약물에 민감하게 만들었습니다.

더 중요한 것은 NTU 팀이 연구 한 세 가지 박테리아 균주 (MRSA, VRE 및 MDR E. coli)가 CSM5-K5에 대해 거의 또는 전혀 저항성을 보이지 않음을 발견했습니다. MRSA가 CSM5-K5에 대해 낮은 수준의 내성을 개발했지만, 이로 인해 MRSA가 내성이있는 약물에 더 민감 해졌습니다.

Chan 교수는 다음과 같이 말했습니다 : "박테리아가 계속 진화하고 항생제를 능가하기 때문에 신약 개발만으로는 더 이상 치료하기 어려운 세균 감염에 맞서 싸우기에 충분하지 않습니다. 박테리아의 방어 메커니즘을 다루는 것과 같은 항생제 내성과 생물막을 사용합니다. 박테리아와 싸우는 더 효과적이고 경제적 인 방법은 우리와 같은 병용 요법을 이용하는 것입니다. "

팀의 다음 단계는 이러한 병용 요법이 희귀 질환이나 상처 드레싱에 어떻게 사용될 수 있는지 탐구하는 것입니다.

CSM5-K5 항균 펩타이드에 대한 연구는 NTU, 국립 연구 재단, 교육부, 보건부가 자금을 지원했습니다.