일반 지방산이 감염 후 건강한 질 박테리아를 회복하는 데 도움을 줄 수 있다

전 세계 여성의 50% 이상이 생애의 어느 시점에서 박테리아 질염(BV)을 경험합니다. 박테리아 질염은 여성 생식관에서 자연적으로 발생하는 미생물의 균형이 깨진 상태로, 이로 인해 고통스러운 증상과 질 분비물이 발생할 수 있으며, 항생제로 치료가 가능하지만 단기간 내에 재발합니다. 치료하지 않으면 BV는 임신 문제 및 HIV를 포함한 성병 감염의 위험 증가로 이어질 수 있습니다.

MIT와 하버드의 브로드 연구소, 메사추세츠 일반 브리검 Ragon 연구소, 세인트 주드 아동 연구 병원 연구팀은 체내에서 가장 풍부한 지방산 중 하나인 올레산이 BV의 실험실 모델에서 질 미생물의 건강한 균형을 회복한다는 사실을 발견했습니다.

Cell에 발표된 연구 결과는 올레산과 세포막의 중요한 구성 요소인 여러 불포화 긴 사슬 지방산(uLCFAs)이 부정적인 건강 효과와 관련된 질 미생물의 성장을 억제하고 여성 생식관에서 더 건강한 다른 종의 성장을 촉진한다는 것을 보여줍니다.

이 미생물 균형을 촉진하는 치료법이 언젠가 반복적인 질 감염을 예방하는 데 도움이 될 수 있습니다.

첫 저자 Meilin Zhu는 “현재 치료 방법은 동전 던지기와 같으며, 40년 이상의 의료 실무에서도 변화가 없었기에, 환자들을 돕기 위한 새로운 방법이 필요하다”고 말했습니다. 그녀는 브로드 연구소의 핵심 연구원인 Paul Blainey와 하버드 의대의 감염병 의사이자 Ragon 연구소의 핵심 회원인 Doug Kwon의 실험실에서 최근 Ph.D.를 졸업했습니다. 두 사람은 논문의 공동 수석 저자입니다.

Blainey는 “이 팀과 우리가 구축한 파트너십을 매우 자랑스럽게 생각하며, 과학을 따라가고 여성의 건강에 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 주요 작업을 설정했습니다. 이것은 예리한 관찰, 우연한 발견, 그리고 진정한 과학의 엄정함이 요구하는 힘든 노력에 대한 놀라운 이야기입니다”라고 말했습니다.

신진대사 차이

인간 여성 생식관은 자연스럽게 Lactobacillus 속의 미생물 종으로 식민지화되어 있습니다. BV를 항생제로 치료하면 Lactobacillus iners의 과도한 균형 쪽으로 이동할 수 있습니다. 이는 BV 재발에 더 취약한 환경을 만듭니다.

Zhu는 L. iners보다 더 안정적인 미생물군을 만드는 Lactobacillus crispatus를 촉진하는 방법을 찾고 있었습니다. 그녀는 Blainey 연구소에서 개발한 대규모 스크린을 사용하여 서로 다른 화합물이 박테리아에 미치는 영향을 연구할 계획이었습니다.

하지만 Zhu는 스크리닝을 시작하기도 전에 중요한 단서를 발견했습니다. 연구실에서 lactobacilli를 배양하는 데 사용된 배지의 구성 요소가 스크리닝 도구를 방해하고 있었지만, 이 배지가 없으면 박테리아가 배양될 수 없었습니다. 문제를 해결하는 과정에서 Zhu는 많은 lactobacilli가 발달하는 데 올레산이 필요하다는 것을 발견했습니다.

그녀가 다양한 lactobacilli 균주를 올레산과 함께 배양했을 때, 올레산이 해로운 박테리아인 L. iners의 성장을 억제하고 동시에 건강한 미생물군과 연관된 균주인 L. crispatus의 성장을 촉진한다는 것을 확인했습니다.

RNA 시퀀싱을 사용하여 브로드의 대사체 플랫폼 및 세인트 주드의 협력자들과 함께 팀은 uLCFAs를 처리하는 데 관여하는 유전자 그룹을 확인했으며 이는 비-Lactobacillus iners 종에서만 존재합니다.

이 유전자 중 하나는 이 효소가 있는 박테리아만 사용할 수 있는 형태로 uLCFAs라는 희귀 자원을 격리하는 효소 올레산 수화효소를 코딩합니다. 또 다른 유전자는 박테리아가 높은 농도의 올레산에 견디는 데 필요한 지방산 배출 펌프를 코딩합니다.

“우리는 질 미생물학에 많은 연구자들이 접근하지 못했던 첨단 유전학 도구를 사용했습니다. 이들은 메커니즘 연구에 있어 금본위입니다”라고 Zhu는 말했습니다. “이것은 해당 분야에 중요한 진전입니다.” 그녀는 질 미생물학 분야가 미생물학의 다른 분야만큼 자원을 받지 못하고 있다고 덧붙였습니다.

팀은 또한 BV 환자의 질 미생물군에 박테리아를 L. iners 및 L. crispatus와 함께 배양하여 올레산이 어떤 영향을 미칠 수 있는지 모델링했습니다. 올레산은 L. iners 및 표준 항생제 치료에 저항성이 있는 몇몇 균주를 포함한 대부분의 BV 관련 박테리아의 성장을 효과적으로 억제했습니다. 이는 올레산이 BV 후 여성 생식관에서 안정적이고 건강한 미생물군을 회복하는 효과적인 방법일 수 있음을 시사합니다.

공동 수석 저자이자 메사추세츠 일반 병원에서 감염병 강사인 Seth Bloom은 “이 연구는 핵심 미생물의 핵심 신진대사 요구 사항과 기능을 이해함으로써 건강 개선을 위한 미생물군을 수정할 수 있는 새로운 치료법으로 직접 이어질 수 있는 중요한 사례입니다”라고 말했습니다.

Ragon 연구소에서 Kwon의 연구실은 이 연구를 인간 임상 시험으로 전환하기 위해 노력하고 있습니다.

Kwon은 “이 연구 결과를 통해 질 미생물군을 지속적으로 변화시켜 BV 치료를 개선하고 전 세계 여성들의 건강 결과를 감소시킬 수 있는 흥미로운 잠재력이 있다고 믿습니다”라고 말했습니다.