지속가능성
전 세계에 존재하는 미세 및 나노플라스틱이 항생제 효능을 감소시키는 것으로 밝혀짐
전 세계에 퍼진 미세플라스틱
대중과 과학계 모두에서 미세플라스틱이 심각한 문제라는 인식이 점점 높아지고 있습니다.
예를 들어, 미세플라스틱이 전용 연구에서 검사된 환자 절반의 경동맥에서 발견되었습니다. 이들은 또한 갈라파고스 제도까지 멸종 위기 종의 먹이로 들어가고 있습니다. 플라스틱 재활용은 종종 기대보다 효율이 낮거나 제대로 이루어지지 않아 엑손모빌과 같은 기업이 플라스틱 생산으로 소송을 당하고 있습니다.
그리고 이 문제가 우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 클 수 있다는 것이 나타났습니다. 플라스틱이 인간과 동물의 몸에 들어갈 뿐만 아니라 항생제 효능을 감소시킬 수도 있습니다.
본 연구는 독일 본 대학교, 오스트리아 비엔나 대학교, 영국 배스 대학교, 스웨덴 우메오 대학교, 그리고 헝가리 데브레첸 대학교 연구원들에 의해 발견되었습니다. 그들은 Scientific Reports에 “나노플라스틱에 대한 약물 흡착이 심각한 생물학적 영향을 미칩니다1” 라는 제목으로 발표했습니다.
미세 및 나노플라스틱 화학 상호작용
연구진은 일반적인 항생제와 가장 많이 사용되는 플라스틱인 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 그리고 나일론 6,6(N66) 사이의 상호작용을 조사했습니다.
이를 위해 그들은 화학 컴퓨테이션을 사용했으며, 이는 화학 물질 간의 상호작용을 컴퓨터 프로그램으로 ‘인실리코(in-silico)’ 계산하는 방법입니다.
그들은 주로 나노플라스틱, 즉 0.001밀리미터보다 작은 플라스틱 입자에 초점을 맞췄으며, 이러한 작은 크기로 인해 인간과 환경에 특히 해로운 것으로 간주됩니다.
이러한 입자는 우리 환경, 가정, 의류에서 대량으로 배출되며, 특히 의류는 실내 공기와 세탁기 물에서 높은 배출량을 보입니다. 병원과 같은 의료 관리 환경에서도 높은 배출이 예상됩니다.
연구된 항생제는 테트라사이클린으로, 다른 단순 항생제에 이미 내성을 보이는 감염을 치료하는 데 사용되는 광범위 항생제입니다.
출처: Nature
나일론: 최악의 가해자
연구진은 나일론이 테트라사이클린과 결합할 때 가장 심각한 미세플라스틱 입자를 형성한다는 것을 발견했습니다.
“나일론과의 결합이 특히 강력했으며, 이는 실내에서 크게 과소평가된 위험을 나타냅니다.
그곳의 미세 및 나노플라스틱 부하는 야외보다 약 5배 높습니다. 나일론이 그 이유 중 하나이며, 예를 들어 섬유에서 방출되어 호흡을 통해 몸에 들어갑니다.
따라서 미세플라스틱은 자체적으로 독성이 있을 뿐만 아니라 항생제 작용에도 영향을 미칠 수 있으며, 이는 몸 안의 미세플라스틱 부하가 증가하고 있는 상황에서 매우 중요한 고려사항입니다.
물 및 살아있는 세포에서의 테스트
그들은 이어서 항생제-미세플라스틱 집합체가 물과 온도에 어떻게 반응하는지 확인했습니다. 모든 테스트 조건에서 이 집합체는 물 속에 지속되었으며, 이는 실제 환경에서도 그렇게 될 가능성이 있음을 시사합니다.
출처: Nature
컴퓨터 시뮬레이션은 항생제가 플라스틱 입자와 원자 수준에서 어떻게 반응하는지를 이해하는 좋은 방법이었지만, 실제 생활에서도 동일하게 일어날 것임을 완전히 입증하지는 못했습니다. 따라서 연구진은 인비트로에서 살아있는 세포에 대한 테스트도 수행했습니다.
이는 나노플라스틱 입자가 존재할 때 테트라사이클린의 생물학적 활성이 크게 감소한다는 것을 보여주었습니다. 따라서 항생제 분자가 플라스틱에 결합될 뿐만 아니라 약물의 효능이 명확히 감소하는 것으로 보입니다.
출처: Nature
미세 및 나노플라스틱은 특정 세포나 조직에 축적되는 경우도 알려져 있습니다. 이제 이들이 항생제를 운반한다는 것이 밝혀졌으므로, 국소적으로 높은 항생제 농도가 형성되어 추가적인 원치 않는 부작용을 초래할 수 있습니다.
미세플라스틱이 항생제 내성을 유발하고 있는가?
완전하지만 효과가 없는 항생제의 존재는 심각한 우려사항입니다. 치명적인 박테리아가 항생제에 더 많이 노출될수록 약물에 대한 내성을 진화시킬 가능성이 높아집니다.
상황은 더욱 악화됩니다. 나노플라스틱 입자는 항생제를 농축시키는 것으로 나타났지만, 동시에 어느 정도 그 효과를 무력화합니다.
“나노플라스틱 입자 표면에서 항생제의 국소 농도가 증가할 수 있다는 우리의 발견은 특히 우려스럽습니다.
이 농도 증가가 항생제 내성 박테리아의 발생을 초래할 수 있습니다. 나일론 6,6과 같이 테트라사이클린과 더 강하게 결합하는 폴리스티렌과 같은 플라스틱도 따라서 내성 위험을 높일 수 있습니다.
이는 항생제에 의존하지 않는 새로운 항균 치료법이 필요함을 보여줍니다. 다행히도 현재 바이러스인 박테리오파지를 활용하는 방법, mRNA 백신, 그리고 화학적으로 플라스틱과 크게 다르지 않은 합성 고분자와 같은 여러 새로운 기술이 동시에 등장하고 있습니다.
미세플라스틱 완화 기업
(VLTO
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(VLTO )
Veralto는 물 관련 사업의 분사 결과로 탄생한 기업이며, 측정 및 환경 대기업 Danaher (DHR )의 일부입니다.
그 결과, Veralto는 2015년에 Danaher가 인수한 Pall Corporation의 후계자이며, 전 세계 물 정화 제품 분야의 선두 기업입니다.
Veralto는 다수의 기업으로 구성된 그룹이며, 두 개 부문으로 나뉩니다: 수질 및 제품 품질/제조.
출처: Veralto
전체적으로 Veralto는 북미에서 절반의 수익을, 유럽과 고성장 시장(전 세계 기타 지역)에서 각각 25%씩 수익을 창출합니다.
이 회사는 매출의 57%가 반복되는 형태로 안정적인 수익 흐름을 창출하는 데 집중하고 있습니다. 이는 장비가 고객의 일상 운영에 필수적이며, 설치된 장비에 대한 소모품을 정기적으로 구매해야 하기 때문입니다.
출처: Veralto
이 회사는 전 세계 34억 명 이상의 사람들을 위한 물 정화 과정의 최소 일부를 담당하고 있습니다.
이들의 필터, 센서 및 물 정화 시스템은 우리 식수와 폐수에서 미세플라스틱에 의한 일반적인 오염 문제를 해결하는 데 점점 더 중요해질 것입니다.
Danaher로부터 물려받은 연속 인수 DNA를 따라, Veralto는 최근 클라우드 기반 원료 조달 소프트웨어 제공업체인 TraceGains를 인수하며 확장하고 있습니다. 이는 식음료 산업에서 사용되며, 식품 생산 부문(제품 품질 부문) 전 단계에서 Veralto의 입지를 강화할 것입니다.
출처: Veralto
Veralto는 물 분야와 식품 안전 분야에서 선도적인 기업입니다. 미세플라스틱을 포함한 오염이 증가함에 따라, 추가적인 모니터링 및 오염 복구 솔루션을 제공함으로써 지속적으로 성장할 가능성이 높습니다.
(TMO
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(TMO )
ThermoFisher는 125,000명의 직원을 보유한 화학 및 바이오테크 산업용 실험실 장비와 분석 도구의 선두 기업입니다.
이 회사는 다음을 포함한 다양한 응용 분야에 혁신적이고 첨단 솔루션을 제공합니다:
- 생명 과학
- 제약
- 바이오테크놀로지
- 의료 진단
이는 규모가 2,350억 달러에 달하는 매우 큰 시장을 포괄합니다. 이러한 광범위한 분야를 지원할 수 있는 능력은 부분적으로 나노기술 개발의 최전선에 서 있는 위치 덕분이며, 이는 과학적 발견을 촉진하고 의료 결과를 개선하는 솔루션 발전에 기여합니다.
이는 첨단 의료 치료 및 기타 바이오테크 제품 규모의 생산에 있어 중요한 파트너가 됩니다.
출처: ThermoFisher
Thermo Fisher의 장비는 나노플라스틱 오염을 모니터링하는 데 도움을 주어 환경 연구와 오염 관리에 기여합니다. 이들의 기술은 다양한 생태계와 산업 전반에 걸쳐 나노플라스틱의 영향을 감소시키는 방법을 개발하는 데 핵심적인 역할을 합니다.
생명과학, 의료 진단 및 환경 모니터링 분야에서의 폭넓은 적용은 다수의 성장 기회를 창출합니다.
또한 전략적 인수와 파트너십은 나노기술 역량과 시장 범위를 확대하여 성장 잠재력을 더욱 촉진하고, 최근 몇 년간 이어진 연속 인수 추세를 지속하고 있습니다.
출처: ThermoFisher
전반적으로 바이오테크 산업이 성장하고 미세플라스틱과 같은 오염 모니터링 필요성이 커짐에 따라, ThermoFisher는 매출을 지속적으로 성장시킬 것으로 보이며, 정밀 의학, 단백질체학, 전자현미경 등 새로운 분석 역량을 통해 새로운 시장을 창출하는 데에도 핵심적인 역할을 할 것입니다.
연구 참고:
1. Dick, L., Batista, P. R., Zaby, P., et al. (2024). 나노플라스틱에 대한 약물 흡착이 심각한 생물학적 영향을 미칩니다. Scientific Reports, 14, Article 25853. https://doi.org/10.1038/s41598-024-75785-4
