미세 플라스틱이 항생제 내성을 부추길 수 있다

미세 플라스틱(플라스틱 파편의 작은 조각)은 지구 곳곳에 있습니다. 이들은 먹이 사슬을 따라 올라가고, 바다에 축적되고, 구름과 산에 모여 있으며, 우리 몸 안에서 놀라운 속도로 발견되고 있습니다. 과학자들은 우리 안팎에서 너무나 많은 플라스틱이 미치는 예상치 못한 영향을 밝혀내기 위해 경쟁해 왔습니다.

가능하고 놀라운 결과 중 하나는 약물 내성 박테리아가 더 많아진다는 것입니다.

놀라운 발견으로 보스턴 대학 연구진은 미세 플라스틱에 노출된 박테리아가 감염 치료에 일반적으로 사용되는 여러 유형의 항생제에 내성을 갖게 되었다는 것을 발견했습니다. 그들은 이것이 난민 정착지와 같이 버려진 플라스틱이 쌓이고 박테리아 감염이 쉽게 퍼지는 고밀도 빈곤 지역의 사람들에게 특히 우려스럽다고 말합니다. 이 연구는 Applied and Environmental Microbiology 에 게재되었습니다.

"우리 주변에 미세 플라스틱이 널려 있고, 위생이 제한될 수 있는 빈곤 지역에서는 더욱 그렇다는 사실이 이 관찰의 놀라운 부분입니다." 항균제 내성과 난민 및 이주민 건강을 연구하는 보스턴 대학교 공과대학 생물의학 공학 교수인 무함마드 자만은 이렇게 말합니다. "이것이 불리한 지역 사회에서 더 큰 위험을 초래할 수 있다는 우려가 확실히 있으며, [미세 플라스틱과 박테리아] 상호 작용에 대한 더 많은 경계와 더 깊은 통찰력의 필요성을 강조할 뿐입니다."

매년 항생제 내성 감염과 관련된 사망자가 495만 명으로 추산됩니다. 박테리아는 약물의 오용 및 과다 처방을 포함한 여러 가지 이유로 항생제에 내성을 갖지만 내성을 부추기는 큰 요인은 박테리아와 바이러스가 복제되는 미생물의 직접적인 주변 환경인 미세 환경입니다. BU의 Zaman 연구실에서 연구자들은 일반적인 박테리아인 대장균(E. coli) 이 미세 플라스틱이 있는 폐쇄된 환경에 어떻게 반응하는지 엄격하게 테스트했습니다.

"플라스틱은 박테리아가 부착되어 식민지화할 표면을 제공합니다." 재료 과학 및 공학 분야의 BU 박사 후보생이자 이 연구의 주저자인 Neila Gross(ENG'27)가 말했습니다. 박테리아는 표면에 부착되면 바이오필름을 만듭니다. 바이오필름은 방패 역할을 하는 끈적끈적한 물질로, 박테리아를 침입자로부터 보호하고 안전하게 고정합니다. 박테리아는 모든 표면에서 바이오필름을 자랄 수 있지만, Gross는 미세 플라스틱이 박테리아 바이오필름을 너무 많이 강화하여 항생제를 혼합물에 첨가했을 때 약물이 방패를 관통할 수 없다는 것을 관찰했습니다.

"우리는 유리와 같은 다른 표면에 비해 미세 플라스틱의 바이오필름이 단열재가 듬뿍 들어간 집처럼 훨씬 더 강하고 두껍다는 것을 발견했습니다." 그로스가 말했습니다. "그것은 정말 충격적이었습니다." 미세 플라스틱의 항생제 내성률은 다른 재료에 비해 너무 높아서 그녀는 항생제와 플라스틱 재료의 다양한 조합을 테스트하면서 여러 번 실험을 수행했습니다. 매번 결과는 일관되게 유지되었습니다.

"우리는 플라스틱의 존재가 박테리아가 달라붙을 표면을 제공하는 것 이상의 역할을 한다는 것을 보여주고 있습니다. 사실, 플라스틱은 내성 유기체의 발달로 이어집니다." Zaman이 말했습니다. 그는 전 세계의 이주민의 삶을 개선하는 사명을 가진 BU의 강제 이주 센터를 이끌고 있습니다. 과거 연구에 따르면 난민, 망명 신청자, 강제 이주 인구는 과밀 수용소에서 생활하고 의료 서비스를 받는 데 장벽이 높아 약물 내성 감염에 걸릴 위험이 더 높습니다.

"역사적으로 사람들은 항생제 내성을 환자의 행동, 예를 들어 처방대로 항생제를 복용하지 않는 것과 연관지어 왔습니다. 하지만 특정 환경에서 살도록 강요받은 사람은 없으며, 사실 그들은 내성 감염에 더 많이 노출되어 있습니다." 자만이 말합니다. 그래서 약물 내성 슈퍼박테리아의 환경적, 사회적 원인을 무시할 수 없다고 그는 말합니다. 2024년 현재 전 세계적으로 1억 2,200만 명의 이주민이 있는 것으로 추산됩니다. 자만에 따르면, 미세 플라스틱의 유행은 난민을 위한 이미 자금이 부족하고 연구가 부족한 보건 시스템에 또 다른 위험 요소를 추가할 수 있습니다.

그로스와 자만은 연구의 다음 단계는 실험실에서 발견한 내용이 외부 세계에 적용되는지 알아내는 것이라고 말합니다. 그들은 해외 연구 파트너와 함께 난민 캠프에서 미세 플라스틱 관련 항생제 내성 박테리아와 바이러스를 관찰하는 연구를 시작하기를 바랍니다. 또한 박테리아가 플라스틱을 그렇게 강하게 잡을 수 있는 정확한 메커니즘을 알아내는 것을 목표로 합니다.

"플라스틱은 매우 적응력이 강합니다." 그로스가 말했고, 그 분자 구성이 박테리아가 번성하는 데 도움이 될 수 있지만, 어떻게 그런 일이 일어나는지는 불분명합니다. 그녀는 한 가지 이론으로 플라스틱이 물과 다른 액체를 밀어내 박테리아가 쉽게 부착할 수 있다는 것입니다. 하지만 시간이 지나면서 플라스틱이 습기를 흡수하기 시작합니다. 즉, 미세 플라스틱이 표적 박테리아에 도달하기 전에 항생제를 흡수할 수 있다는 뜻입니다. 그들은 또한 미세 플라스틱을 방정식에서 제거하더라도 한때 플라스틱에 서식하던 박테리아가 더 강한 바이오필름을 형성하는 능력을 유지한다는 것을 발견했습니다.

"이러한 문제는 정치나 국제 관계 또는 이민의 관점에서 보는 경우가 너무 많고, 그 모든 것이 중요하지만, 종종 간과되는 이야기는 기본 과학입니다." Zaman이 말했습니다. "이 논문이 더 많은 과학자, 엔지니어, 그리고 더 많은 연구자들이 이러한 질문에 대해 생각하게 되기를 바랍니다."

이 연구는 미국 국립과학재단의 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/03/250311121511.htm