과학자들 발견: 세균에게 잇몸병 그만 일으키라고 정중히 부탁하면 될지도 몰라

세균은 생존을 위해 끊임없이 진화하고 있다. 세균에게는 좋은 일이지만, 항생제를 써본 사람에게는 별로 좋은 소식이 아니다. 이 끊임없는 적응의 주요 결과 중 하나는 많은 유해 미생물이 항생제와 소독제에 내성을 갖게 되어 의학과 공중 보건에 심각한 도전을 제기한다는 점이다. 하지만 모든 세균이 위험한 것은 아니다. 사실 많은 세균이 인체 건강 유지에 필수적이다. 그래서 과학자들은 이제 세균을 무조건 파괴하는 대신 세균의 행동에 영향을 미칠 수 있는지 탐구하고 있다. 혁명적인 생각이죠, 우리도 압니다.

인간의 입 안에서 세균은 거의 끊임없이 소통한다. 약 700종의 세균이 살고 있으며, 많은 종이 정족수 감지(quorum sensing)라는 과정을 통해 화학적 메시지를 교환한다. 이들 중 일부는 N-아실 호모세린 락톤(AHL)이라는 신호 분자를 사용하는데, 화학자가 잊혀진 그리스 신의 이름을 따서 지은 것 같은 이름이다. 생명과학대학과 치과대학의 연구진은 이러한 세균 신호가 구강 미생물군집을 어떻게 형성하는지, 그리고 그 신호를 차단하면 건강한 세균을 보존하면서 유해한 플라크 축적을 예방할 수 있는지 조사하기 시작했다. npj Biofilms and Microbiomes에 발표된 이 연구 결과는 결국 치과학을 넘어 치료법에 영향을 미칠 수 있다.

연구팀은 구강 세균이 상호작용하는 방식에서 몇 가지 중요한 패턴을 발견했다. "치태는 마치 숲 생태계처럼 순차적으로 발달합니다,"라고 연구의 수석 저자이자 생명과학대학 부교수인 미카엘 엘리아스가 말했다. "연쇄상구균과 악티노마이세스 같은 선구종은 단순한 군집의 초기 정착자로, 일반적으로 해롭지 않으며 좋은 구강 건강과 관련이 있습니다. 점점 다양해지는 후기 정착자에는 포르피로모나스 진지발리스 같은 '레드 콤플렉스' 세균이 포함되며, 이들은 치주 질환과 강하게 연관됩니다. 세균이 의사소통에 사용하는 화학 신호를 교란함으로써, 플라크 군집을 건강과 관련된 단계로 유지하거나 되돌릴 수 있습니다."

연구진은 또한 산소가 이러한 세균 메시지가 플라크 성장에 미치는 영향을 결정하는 데 놀라울 정도로 중요한 역할을 한다는 것을 발견했다. "특히 눈에 띄는 것은 산소 가용성이 모든 것을 어떻게 변화시키는가입니다,"라고 주저자 라케시 식다르가 말했다. "호기성 조건에서 AHL 신호를 차단했을 때, 더 많은 건강 관련 세균이 나타났습니다. 그러나 혐기성 조건에서 AHL을 추가했을 때는 질병 관련 후기 정착자의 성장을 촉진했습니다. 정족수 감지는 잇몸 위와 아래에서 매우 다른 역할을 할 수 있으며, 이는 치주 질환 치료 접근 방식에 중요한 의미를 갖습니다." 이 발견은 세균의 의사소통이 입 안의 위치에 따라 다르게 작동한다는 것을 시사하며, 미생물에게도 위치가 중요하다는 좋은 알림이다.

연구의 다음 단계는 구강 내 다양한 부위와 치주 질환의 여러 단계에 있는 사람들에서 세균 신호가 어떻게 다른지 조사할 것이다. "세균 군집이 어떻게 의사소통하고 조직화하는지 이해하면 궁극적으로 치주 질환을 예방하는 새로운 도구를 얻을 수 있을 것입니다. 모든 구강 세균과 전쟁을 벌이는 것이 아니라 전략적으로 건강한 미생물 균형을 유지함으로써 말이죠,"라고 엘리아스가 말했다. 연구자들은 이 전략이 결국 구강 건강을 넘어 확장될 수 있다고 믿는다. 미생물군집의 불균형인 세균총 이상(dysbiosis)은 특정 암을 포함한 전신의 여러 질환과 연관되어 있다. 과학자들은 이 연구 결과가 세균을 완전히 제거하는 대신 미생물 군집을 더 건강한 상태로 이끄는 미래 치료법의 토대를 마련하는 데 도움이 되기를 희망한다. 이 연구는 국립보건원의 지원을 받았다.