영국 브루넬대 연구팀, 사카린의 항균 작용과 박테리아 사멸 기전 규명

다제내성균 포함, 그람양성·음성균 성장 억제 및 생물막 제거 효과 확인

사카린 기반 하이드로겔 드레싱, 차세대 항균 치료 전략으로 부상

사카린은 설탕보다 약 300배 더 달콤하면서도 칼로리가 거의 없어 당뇨병 환자나 체중 관리를 원하는 이들이 오랫동안 애용해온 인공 감미료이다. 그러나 최근 연구에 따르면, 사카린이 단순한 감미료를 넘어 항균 작용까지 할 수 있음이 밝혀졌다. 특히 기존 항생제에 내성을 가진 세균에 대해서도 효과가 확인되면서, 사카린이 차세대 항균소재로 주목받고 있다.

브루넬대학교 연구팀은 사카린이 박테리아의 세포 분열을 억제해 세포 필라멘트화를 유도하고 DNA 합성의 역학을 변화시킨다는 점을 확인하였다. 이러한 효과는 결국 세포막에서 돌출부가 형성되고, 이로 인해 세포 용해(cell lysis)로 이어지며 박테리아의 생존을 막는다. 사카린은 그람 음성균과 그람 양성균 모두의 성장을 억제할 뿐 아니라, 운동성 및 생물막 형성과 같은 숙주 정착 관련 표현형도 방해하는 것으로 나타났다.

또한 단일균 및 다균종 생물막을 해체하고, 다제내성균을 최후의 수단 항생제에도 다시 민감하게 만드는 능력이 입증되었다. 사카린은 기존 항생제와 함께 사용할 경우, 내성으로 치료가 어려운 균주에 대한 감수성을 회복시켜 복합 감염 상황에서도 치료 가능성을 높이는 것으로 나타났다. 연구팀은 사카린의 항균 효과가 단순한 성장 억제에 그치지 않고, 기존 항생제로는 잘 제거되지 않는 복합 생물막에도 영향을 미친다는 점에 주목했다.

실험 결과, 사카린은 단일 균종뿐 아니라 다균종 생물막에서도 구조적 붕괴를 유도했으며, 특히 상처 감염을 유발하는 대표적 병원균인 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)과 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 등의 생물막 제거에 유의미한 효과를 보였다. 이는 감염 부위에 형성된 생물막이 항생제 침투를 막고 만성 감염을 유발하는 주된 요인이기 때문에, 사카린의 이 같은 작용은 난치성 감염 치료에 새로운 가능성을 제시하는 것으로 평가된다.

연구팀은 최종적으로 사카린을 함유한 하이드로겔 형태의 상처 드레싱을 제작하고, 이를 시험관 및 생체 외 환경에서 테스트하였다. 이 하이드로겔은 피부 감염 부위에 직접 적용할 수 있도록 설계되었으며, 감염 조직 내 세균 밀도를 유의하게 감소시켰다. 특히 기존 항균소재에 반응하지 않던 내성균에 대해서도 억제 효과를 보이며, 실질적인 치료 응용 가능성을 입증하였다.

연구를 이끈 로난 맥카시(Ronan McCarthy) 교수는 "사카린이 박테리아의 세포 분열을 억제하고 세포막을 손상시켜 항균 효과를 발휘한다는 사실은, 이 감미료의 완전히 새로운 응용 가능성을 보여준다"고 설명했다. 사카린은 기존 항생제와 병행할 경우 세균 제거 효과를 극대화할 수 있으며, 항생제 내성 문제 해결에도 도움이 될 수 있다. 연구진은 사카린이 생물막 제거뿐 아니라, 내성균을 항생제에 다시 민감하게 만드는 점에서 감염 치료의 새로운 접근법이 될 수 있다고 평가했다.

이번 연구 결과(Saccharin disrupts bacterial cell envelope stability and interferes with DNA replication dynamics, 사카린, 세균 세포막 안정성 저해 및 DNA 복제 역학에 간섭)는 지난 4월 국제학술지 '엠보(EMBO)'에 게재되었다.