연구원들은 항생제를 사용하지 않고 생쥐의 요로 감염(UTI)을 치료하는 새로운 방법을 보고했습니다
A 요로 감염 (UTI)는 비뇨기계의 어느 부분에서든 감염입니다. 신장, 요관, 방광 또는 요도. 이러한 감염의 대부분은 하부 요로, 즉 방광과 요도를 공격하고 영향을 미칩니다. UTI는 미생물, 즉 일반적으로 장에 살다가 요로로 퍼지는 박테리아에 의해 발생합니다. 이는 가장 흔하고 재발하는 유형의 세균 감염이며 연령이나 성별에 관계없이 UTI가 발생할 수 있습니다. 매년 약 100억 명이 UTI에 걸리는 것으로 추산되며, UTI의 거의 80%가 다음으로 인해 발생합니다. 박테리아 대장균(E. coli). 이 박테리아는 장에서 무해하게 살지만 요로 입구와 방광까지 퍼져 문제를 일으킬 수 있습니다. UTI는 본질적으로 재발성입니다. 장내 세균군이 요로를 질병을 유발하는 세균으로 계속 채우고 있기 때문입니다. 증상에는 소변을 볼 때 통증과 작열감이 포함되며 이 박테리아는 또한 신장까지 이동하여 통증과 열을 일으키고 혈류에 도달할 수도 있습니다. 이러한 세균 감염은 항생제라고 하는 경구용 의약품을 사용하여 치료합니다. 불행히도 의사들은 주로 이러한 감염을 치료하기 위한 경구용 항생제가 고갈되고 있습니다. 그 원인이 되는 박테리아가 날이 갈수록 이러한 항생제에 점점 더 내성을 갖게 되어 오늘날 약국에서 구할 수 있는 대부분의 항생제가 더 이상 작동하지 않기 때문입니다. 항생 물질 내성은 전 세계적으로 증가하고 있으며 우리가 실패한 곳을 분명히 보여주는 한 가지 예는 대부분의 UTI를 유발하는 원인이 되는 E. Coli 박테리아의 내성 균주의 증가입니다. 이러한 경우 감염이 발생하면 처음에는 항생제로 치료하지만 계속 재발하면 10~20%의 경우가 기존에 사용하던 항생제에 반응하지 않습니다. 재발하는 요로감염을 치료하기 위해 의사는 더 오래되고 덜 효과적인 항생제를 처방하거나 경구 복용량이 더 이상 효과가 없기 때문에 혈액에 약을 주입해야 합니다.
UTI에 대한 대체 약물
A 미국 세인트루이스에 있는 워싱턴 대학교 의과대학 연구진이 실시한 연구에서는 항생제를 사용하지 않고 UTI를 치료하는 새로운 방법을 보여주었습니다. 주요 목표는 박테리아가 요로에 부착되거나 부착되는 것을 차단하여 이를 치료하는 것입니다. 감염 이 접근 방식은 항생제에 대한 의존도에 대한 대안을 제공함으로써 UTI 및 항생제 내성 문제를 해결하는 완전히 새로운 방법입니다. UTI를 일으킬 때 박테리아 대장균.first는 필리(pili)라고 불리는 긴 털 같은 구조를 사용하여 방광 표면의 당에 달라붙습니다. 이 필리는 박테리아가 조직에 달라붙어 번성하고 감염을 일으키는 '벨크로'와 같습니다. 그만큼 박테리아 그러므로 필리는 매우 중요하며 필리와 연결되는 설탕은 종류가 다양합니다. 대장균. 만노스라고 불리는 특정 설탕을 선호하는 것으로 나타났습니다. 연구자들은 만노사이드라고 불리는 화학적으로 변형된 만노스 버전을 만들었고, 이 만노사이드를 방출했을 때 필리를 통해 박테리아는 대신 만노사이드 분자를 붙잡고 휩쓸려갔습니다. 이 만노사이드는 자유롭게 흐르는 분자였기 때문에 마침내 소변으로 흘러나갔습니다. 설탕 갈락토오스는 박테리아의 섬모 끝에 있는 접착 단백질에 부착됩니다. 유사하게, 연구자들은 이 갈락토오스에 대해 갈락토사이드를 만들었고, 갈락토오스에 대해 갈락토사이드를 결합한 후 박테리아는 요로에 고정된 갈락토오스 대신 갈락토사이드에 달라붙었습니다. 그만큼 박테리아 속았어! 갈락토사이드의 중요성을 테스트하기 위해 한 번 대장균. 쥐에 주사하고 갈락토사이드 또는 위약을 주사했습니다. 방광과 신장의 세균수가 현저히 감소함을 알 수 있었다. 이 두 가지 치료를 함께 사용하면 방광의 박테리아가 몇 배나 줄어들고 신장의 박테리아가 거의 박멸되어 가장 큰 영향을 미쳤습니다.
이 두 가지 다른 억제제는 감염 중 부착 과정에 이 두 과정이 모두 관여하기 때문에 상승적인 치료 효과가 있습니다. 만노오스에 부착하는 세균성 모모는 방광에서 중요한 역할을 하는 반면 갈락토오스 부착 모모는 신장에서 더 중요한 역할을 합니다. 박테리아가 이러한 당에 달라붙지 않도록 하면 방광과 신장의 감염을 퇴치하는 데 도움이 될 수 있습니다. 에 발표된 이 연구는 미국 국립과학원 회보 고무적이며 박테리아를 속이고 시스템에서 제거하기 위한 새로운 '미끼' 분자 접근 방식을 제안합니다. 본 연구에서 표적으로 사용된 모근은 대부분의 종에서 발견된다. 대장균.그리고 다른 박테리아에서도. 이론적으로 말해서, 만노사이드 치료는 항체가 표적과 함께 여분의 박테리아를 죽이는 것처럼 다른 많은 박테리아를 씻어낼 수 있습니다. 그러나 이는 불균형을 일으켜 유해균의 증식과 좋은 세균의 파괴로 이어질 수 있습니다. 이 사건을 이해하기 위해 연구자들은 이 만노사이드 처리 후 장내 미생물의 구성을 측정했습니다. UTI를 유발하지 않는 다른 장내 세균에는 최소한의 영향을 미쳤습니다. 이것은 항생제로 세균 감염을 치료한 후 관찰되는 많은 미생물 종의 풍부함의 엄청난 변화와 극명한 대조를 이룹니다.
미래가 매우 기대됨
그러나 박테리아 균주가 완전히 제거되지는 않았지만 결과는 유망합니다. 박테리아는 체내에 머물 수 없기 때문에 항생제와 달리 약물이 박테리아를 강제로 죽이거나 생존을 위해 내성을 발생시키지 않기 때문에 내성을 유발할 가능성이 적습니다. 궁극적인 목표는 항생제에 대한 대안을 제공함으로써 재발성 요로 감염의 일반적인 문제를 관리하고 예방하는 것입니다. 이것은 항균 저항의 세계적인 위기 때문에 높은 관련성을 가정합니다. 이러한 발견은 지금까지 생쥐에서 입증되었으며 현재는 인체 실험이 계획되어 있습니다. 많은 질병을 유발하는 박테리아의 첫 번째 단계는 체내 표면의 당을 결합하는 것이므로 이 접근법은 다음과 같은 다른 병원체에도 적용될 수 있습니다. E. 대장균. 박테리아가 특정 부위에 부착하는 데 사용할 가능성이 있는 그러한 단백질을 식별함으로써 우리는 이들의 결합을 억제하는 화합물을 설계할 수 있어야 합니다. 그러나 갈락토사이드가 인체 실험에 들어가기 전에 독성이 없고 입으로 섭취했을 때 순환계에 흡수될 수 있음을 보여주는 추가 연구가 필요합니다. 그럼에도 불구하고 이것은 항생제에 대한 대안을 개발하기 위한 중요한 단계입니다. 만노사이드는 항생제가 아니기 때문에 항생제 내성 박테리아 균주에 의해 유발되는 UTI를 치료하는 데에도 잠재적으로 사용될 수 있습니다. 이 연구의 주 저자가 공동 설립한 Fimbrion Therapeutics라는 회사는 UTI에 대한 잠재적 치료법으로 만노사이드 및 기타 약물을 개발하고 있습니다. Fimbrion은 인간의 UTI 퇴치에 사용하기 위한 만노사이드의 전임상 개발에 대해 거대 제약회사 GlaxoSmithKline과 협력하고 있습니다.
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출처
Kalas V et al. 2018. 요로 감염 중 세균 유착 억제제로서의 글리코미메틱 FmlH 리간드의 구조 기반 발견. 과학 국립 아카데미의 절차. https://doi.org/10.1073/pnas.1720140115
