장내 미생물인 마이크로바이옴(microbiome)이 개개인에게 맞춤화된 치료를 실현할 솔루션이 될 것으로 나타나 주목됐다.

세계 미생물위생학회 회장인 한동국제대학교 윌헬름 홀잡펠(wilhelm Holzapfel) 교수는 12일 코엑스 그랜드볼룸에서 열린 바이오플러스 기조강연에서 ‘개인맞춤형 프로바이오틱스를 위한 마이크로바이옴 기술개발 방향’을 주제로 이 같이 발표했다.

윌헬름 교수는 “인간의 몸은 하나의 생태계 시스템으로 볼 수 있다. 여러 요소와 관련된 효과적인 미생들을 인체에서 찾아볼 수 있기 때문”이라며 “이러한 균주는 장에만 국한된 것이 아니라 신경, 피부, 뇌에도 관여하며 넓게는 환경적인 측면도 영향을 끼치고 있다”고 말했다.

윌헬름 교수에 따르면 마이크로바이옴을 이용해 만든 프로바이오틱스는 과거 항생제의 부작용에 대비해 개발되기 시작했다. 항생제는 좋은 균까지 사멸시키는 반면, 프로바이오틱스는 생명을 위한 균으로 인체에 오히려 투입된다.

이런 마이크로바이옴은 인체에 유익하기도 하지만 나쁜 균 또한 존재한다. 프로바이오틱스는 여러 유전적인 요소들이 이른바 ‘메이크업(make up)'되는 과정을 겪게 되는 데, 이 과정에서 현대적 접근법을 통해 유익한 균만을 골라내야 한다.

인체 내에는 세포의 10배, 유전자보다 150배 많은 장내 미생물이 존재하고 사실상 면역시스템의 70%를 담당하고 있다. 특히 위장관내의 대사 활동이 가장 큰 부분을 차지하고 있으며 다른 역할에 대해선 아직 명확하지 않지만 많은 부분에 영향을 줄 것으로 기대되고 있다.

윌헬름 교수는 “흥미로운 점은 장내 미생물의 대사활동이 개인마다 다르다는 것. 이를 연구하면 개인별 맞춤화된 장내 분석이 가능하다”며 “또한 이런 분석으로 개인의 장 내 특성을 찾아내 핵심적인 바이오마커로서 개발할 수 있다”고 강조했다.

현재 윌헬름 교수 연구팀은 몇 가지 연구를 진행하고 있다. 위장-뇌-콜레스테롤 연구로 콜레스테롤 함유 정도에 따른 뇌신경영양인자(BDNF)를 살펴본 결과, 콜레스테롤이 높은 음식을 먹을수록 뇌신경영양인자가 낮아지는 것을 확인했다. 또한 위장-폐 연구로 락토바실러스 균을 투여한 쥐에서 폐의 염증 병변이 빠르게 줄어드는 것을 확인했다.

윌헬름 교수는 “최근에는 한국인을 대상으로 김치와 같은 발효식품 섭취를 통해 단쇄지방산(SCFA)이 증가하는 지에 대한 연구에 주목하고 있다”며 “우리 팀은 분변샘플을 통해 장내균에 따라 어떤 반응을 보이는지 차세대염기서열 분석 방법(Next Generation Sequencing;NGS)로 분석하고 있다. 이로써 가장 효과적이고 적합한 균주를 찾는 것”이라고 언급했다.

더불어 “가장 핵심적인 키워드는 ‘시간’이라고 생각한다. 현재는 빙산의 일각을 보고 있지만 시간이 지남에 따라 기술 발전으로 결과를 얻을 수 있을 것”이라며 “우리가 아직 알지 못 하는 수천, 수만 가지의 장내 미생물들을 발견하고 그 역할을 이용해 맞춤화된 치료법을 찾게 될 것이라 확신한다”고 전했다.