KR-20260060513-A - Coliphage vB_Eco2571-YU1 and hydrogel patch for wound dressing using the same

Abstract

본 발명은 신규 대장균파지 vB_Eco2571-YU1 및 이를 이용한 상처 드레싱용 하이드로겔 패치에 관한 것으로, 상기 대장균파지 vB_Eco2571-YU1는 하수 유출물에서 최초 분리한 것이며, 하이드로젤에 고정화 한 대장균파지는 병원성 대장균에 대해 우수한 용해 효율을 나타낼 뿐 아니라, 파지 저항성을 유도하지 않고 숙주 박테리아를 효과적으로 사멸시키는 장점이 있기 때문에 상처 드레싱용 하이드로겔 패치 등 다양한 의약학/의약외품/수의학/식품학적으로 활용할 수 있다.

Inventors

• 한성수
• 베드리칸난
• 라케시바스카

Assignees

• 영남대학교 산학협력단

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241024

Claims (11)

1. 병원성 대장균에 특이적인 사멸능을 가지며, 수탁번호 KCTC 16091BP로 기탁된 대장균파지(coliphage) vB_Eco2571-YU1.
2. 청구항 1에 따른 대장균파지(coliphage) vB_Eco2571-YU1 및 하이드로겔을 포함하며, 상기 하이드로젤에 대장균파지가 고정화된 것을 특징으로 하는 하이드로겔 조성물.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 하이드로젤은 카라기난(carrageenan), 알지네이트(alginate), 콜라겐(collagen), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol),젤라틴(gelatin), 히알루론산(hyaluronic acid), 알긴산(alginic acid), 펙틴(pectin),황산 콘드로이틴(chondroitin sulfate), 피브린(fibrin), 피브리노겐(fibrinogen), 덱스트란(dextran), 카르복실화 키틴(carboxylated chitin), 아가로스(agarose), 풀루란(fluran), 아가(agar), 키토산(chitosan), 메틸셀룰로오스(methylcellulose), 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트(poly(ethylene glycol) diacrylate) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물의 가교 결과물인 것을 특징으로 하는 하이드로겔 조성물.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 조성물은 카라기난 용액을 SM 완충액에 가열 용해시킨 후, 얻어진 카라기난 용액을 대장균파지(coliphage) vB_Eco2571-YU1 및 가소제와 혼합하는 것을 특징으로 하는 하이드로겔 조성물.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 가소제는 글리세롤, 숙신산, 소르비톨 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 하이드로겔 조성물.
6. 청구항 2에 따른 하이드로젤 조성물을 유효성분으로 포함하는 상처 드레싱용 하이드로젤 패치.
7. 청구항 1에 따른 대장균파지(coliphage) vB_Eco2571-YU1 또는 청구항 2에 따른 하이드로젤 조성물을 유효성분으로 포함하는 병원성 대장균 예방 또는 치료용 약학조성물.
8. 청구항 1에 따른 대장균파지(coliphage) vB_Eco2571-YU1 또는 청구항 2에 따른 하이드로젤 조성물을 유효성분으로 포함하는 항생제.
9. 청구항 1에 따른 대장균파지(coliphage) vB_Eco2571-YU1 또는 청구항 2에 따른 하이드로젤 조성물을 유효성분으로 포함하는 소독제.
10. 청구항 1에 따른 대장균파지(coliphage) vB_Eco2571-YU1 또는 청구항 2에 따른 하이드로젤 조성물을 유효성분으로 포함하는 식품 첨가제.
11. 청구항 1에 따른 대장균파지(coliphage) vB_Eco2571-YU1 또는 청구항 2에 따른 하이드로젤 조성물을 유효성분으로 포함하는 사료 첨가제.

Description

대장균파지 vB_Eco2571-YU1 및 이를 이용한 상처 드레싱용 하이드로겔 패치{Coliphage vB_Eco2571-YU1 and hydrogel patch for wound dressing using the same} 본 발명은 신규 대장균파지 vB_Eco2571-YU1 및 이를 이용한 상처 드레싱용 하이드로겔 패치에 관한 것이다. 항생제 내성 위기가 확대되고 항균 요법을 위한 새로운 항생제의 개발이 제한적이므로, 항균제에 대한 대안으로 용해성 파지 및 파지 유래 단백질이 부상하였다. 박테리오파지의 치료적 잠재력은 현저히 좁아 항생제 투여와 관련된 문제를 피하고 유익한 미생물 군집을 보존하면서 감염을 효과적으로 해결할 수 있다. 박테리오파지는 좁은 활동 스펙트럼을 나타내므로 비병원성 박테리아 종에 부정적인 영향을 미치지 않고 유익한 인간 미생물 군집을 보존하는 데 이점이 있고, 박테리오파지와 그 생성물은 비자기 항원으로 간주된다. 따라서 박테리오파지를 투여해도 인간에게 면역원성 반응이 유도되지 않으며, 진핵 세포에는 박테리오파지에 대한 특정 수용체가 없기 때문에 이러한 바이러스는 동물과 사람에게 불활성이거나 반응성이 없는 것으로 인식된다. 대장균과 같은 대장균을 감염시키는 박테리오파지를 대장균파지라고 하며, 마우스에서 설사 관련 E. coli를 표적으로 하는 광범위한 숙주 범위를 가진 T4 유사 대장균파지를 경구 투여한 경우 정상 E. coli 장내 세균총에 미치는 영향은 미미한 것으로 알려져 있다. 한편, 기존의 상처 드레싱은 주로 보호 장벽 역할을 하며 치유 촉진 효과에 대해서는 제한적이다. 이러한 단점을 극복하기 위해 하이드로겔 기반 패치가 개발되고 있다. 하이드로젤 기반 패치는 자연적인 상처 치유에 도움이 되는 따뜻하고 습한 환경을 조성하고 미생물에 대한 장벽 역할을 한다. 또한, 항생제, 약물 및 성장 인자의 전달을 가능하다는 장점이 있다. 이에, 상처 드레싱용 소재로 활용할 수 있는 신규 대장균파지를 발굴하여 하이드로젤 기반 패치 등으로 개발할 수 있다면 상처 치유 뿐 아니라, 다양한 용도로 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 도 1은 대장균파지 vB_Eco2571-YU1의 분리와 카라기난(carr-vB_Eco2571-YU1) 하이드로젤에 대장균파지 고정화의 제작에 대한 개략도를 나타낸다. 도 2는 대장균파지 vB_Eco2571-YU1의 성장 곡선 및 특성 분석 결과로서, (A) 37℃에서 TSB에서 배양한 Escherichia coli KCTC 16091BP의 박테리아 성장 곡선; (B) TS 아가 플레이트에서 반복 실험 R1-R4를 통해 E. coli에서 대장균 파지 vB_Eco2571-YU1에 대한 스팟 분석, (C) 대장균 파지 vB_Eco2571-YU1의 TEM 이미지(삽입된 이미지는 이십면체 머리와 수축성 꼬리를 가진 대장균 파지를 보여줌), (D) 3상 패턴(L: 잠복기; R: 상승기; P: 평탄기)을 가진 대장균 파지의 1단계 성장 곡선을 나타낸다. 도 3은 카라기난 하이드로젤 내 현탁 및 고정화에서 대장균파지 vB_Eco2571-YU1 용해 효율성 결정 결과를 나타낸다. 도 4는 carr-vB_Eco2571-YU1 하이드로젤의 장기 보존 평가 결과로서, (a) 카라기난(가소화) 하이드로젤(삽입도는 뚜렷한 여백이 있는 투명한 플라크가 있는 DAOA 방법을 보여줌)과 (b) 4주 동안 4℃에서 SM 완충액에 보관한 대장균파지 vB_Eco2571-YU1의 장기 보존 평가를 나타낸다. 도 5는 가소화된 카라기난과 carrvB_Eco2571-YU1 하이드로젤의 혈액적합성 검정 결과를 나타낸다. 도 6은 carrvB_Eco2571-YU1 하이드로젤의 FE-SEM 이미지를 나타낸다. 도 7은 carr-vB_Eco2571-YU1 하이드로젤의 미시적 및 기계적 특성 분석 결과로서, (a) 투명성을 지닌 Carr-vB_Eco2571-YU1 하이드로젤(가소화), (b) carr-B_Eco2571-YU1 하이드로젤의 물리적 외관 및 취급, (c 및 d) carr-vB_Eco2571-YU1 하이드로젤의 압축 능력, (e) 압축 응력 대 변형률 곡선, (f) MCT-2150 탁상형 만능 시험기를 사용한 카라기난(비가소화) 및 carr-vB_Eco2571-YU1 하이드로젤의 압축 강도 및 영률을 나타낸다. 이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하지만, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 본 발명자는 병원성 박테리아인 대장균에 대한 용해성 대장균파지(vB_Eco2571-YU1)를 새롭게 분리하고 특성화 하였고, 카라기난을 사용하여 하이드로젤 기반 파지 전달 시스템을 혁신적으로 제작하여 시험관 내 상처 드레싱 적용을 위한 기계적 특성, 안정성 및 대장균파지 용해 활성을 특성화 함으로써 본 발명을 완성하였다. 본 발명은 병원성 대장균에 특이적인 사멸능을 가지며, 수탁번호 KCTC 16091BP로 기탁된 대장균파지(coliphage) vB_Eco2571-YU1를 제공한다. 상기 대장균파지(coliphage) vB_Eco2571-YU1는 하수 처리자 시설에서 수집한 물 샘플로부터 분리하였고, 용해적 특성이 있고, Caudovirales목과 Myoviridae과에 속하는 파지의 특성을 나타내었지만, Myoviridae 파지에 비해 대장균파지 vB_Eco2571-YU1의 복제 속도가 더 빠르며, 표적 숙주에 대해 짧은 잠복기를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 본 발명에서 사용된 "대장균파지(coliphage)"는 대장균에 감염하여 대장균의 성장을 억제하고 저해하는 대장균 특이적 바이러스로, 단일(single) 혹은 이중(double) 사슬의 DNA 또는 RNA를 유전 물질로 포함하는 바이러스를 의미한다. 또한, 본 발명은 대장균파지(coliphage) vB_Eco2571-YU1 및 하이드로겔을 포함하며, 상기 하이드로젤에 대장균파지가 고정화된 것을 특징으로 하는 하이드로겔 조성물을 제공한다. 상기 하이드로젤은 카라기난(carrageenan), 알지네이트(alginate), 콜라겐(collagen), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol),젤라틴(gelatin), 히알루론산(hyaluronic acid), 알긴산(alginic acid), 펙틴(pectin),황산 콘드로이틴(chondroitin sulfate), 피브린(fibrin), 피브리노겐(fibrinogen), 덱스트란(dextran), 카르복실화 키틴(carboxylated chitin), 아가로스(agarose), 풀루란(fluran), 아가(agar), 키토산(chitosan), 메틸셀룰로오스(methylcellulose), 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트(poly(ethylene glycol) diacrylate) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물의 가교 결과물일 수 있고, 바람직하게는 카라기난일 수 있다. 본 발명에 따른 하이드로젤 조성물은 카라기난 용액을 SM 완충액에 가열 용해시킨 후, 얻어진 카라기난 용액을 대장균파지(coliphage) vB_Eco2571-YU1 및 가소제와 혼합하여 제조할 수 있다. 상기 가소제는 글리세롤, 숙신산, 소르비톨 및 폴리에틸렌글리콜로 이루어진 군에서 선택될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 1은 일 실시예로서, 대장균파지 vB_Eco2571-YU1의 분리와 카라기난(carr-vB_Eco2571-YU1) 하이드로젤에 대장균파지 고정화의 제작에 대한 개략도를 나타낸다. 즉, 카라기난 용액(2% wt/v)을 SM 완충액(pH 7.2)에 70-95℃에서 15-60분 동안 가열하여 용해시키고, 50-70℃의 카라기난 용액을 대장균파지 vB_Eco2571-YU1과 가소제인 글리세롤(0.6% wt/v)과 혼합하며, 이 혼합물을 무균 조건에서 하이드로젤로 캐스팅하고, 건조하여 대장균파지 고정화 하이드로젤을 제작할 수 있다. 또한, 본 발명은 상기 하이드로젤 조성물을 유효성분으로 포함하는 상처 드레싱용 하이드로젤 패치를 제공한다. 본 명세서에서 사용된 용어 '패치'는 일정 형상을 갖고, 목적 부위에 도포, 부착, 또는 접촉될 수 있는 수단을 의미할 수 있다. 본 발명에 따른 하이드로젤 조성물 또는 패치는 고체와 액체의 중간 성질을 갖는 것일 수 있고, 무정형, 구형, 반구형, 원반형, 또는 원기둥형일 수 있다. 또한, 상기 하이드로젤 패치는 목적 부위에 도포, 이식, 부착 또는 접촉되어 도포된 부위의 형태에 맞추어 형태가 변형되는 것일 수 있다. 또한, 본 발명은 상기 대장균파지(coliphage) vB_Eco2571-YU1 또는 상기 하이드로젤 조성물을 유효성분으로 포함하는 병원성 대장균 예방 또는 치료용 약학조성물을 제공한다. 본 명세서에서 사용된 용어 '예방' 또는 '치료'는 병원성 대장균에 의해 유발되는 감염성 질환의 예방, 억제 및 경감을 의미한다. 본 발명의 조성물이 약학조성