이 연구실의 핵심 주제 중 하나는 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA)을 비롯한 다제내성균과 퍼시스터 세포를 효과적으로 제어할 수 있는 차세대 항균제 개발이다. 일반적인 항생제는 활발히 증식하는 세균에는 효과를 보이지만, 대사 활성이 낮은 퍼시스터 세포나 기존 약물에 적응한 내성균에는 충분한 살균 효과를 내기 어렵다. 이에 따라 연구실은 기존 항생제의 한계를 넘어서는 새로운 작용 기전의 저분자 화합물과 막 활성 기반 항균 전략을 발굴하는 데 집중하고 있다. 대표적으로 합성 레티노이드 계열 항생제, diarylurea 계열 화합물, methylazanediyl bisacetamide 유도체와 같은 신규 화합물을 통해 세균막 교란, 약물 유입 촉진, 생존 전략 붕괴와 같은 기전을 탐구하고 있다. 특히 MRSA 퍼시스터에 대해 gentamicin, daptomycin 등의 기존 항생제와 병용했을 때 살균력이 크게 증가하는 시너지 현상을 규명함으로써, 단독 항균제 개발뿐 아니라 병용 치료 설계의 과학적 근거도 제시하고 있다. 이러한 연구는 약물 저항성을 유전적 돌연변이뿐 아니라 비유전적 내성 상태까지 포함하는 넓은 개념에서 다룬다는 점에서 의미가 크다. 이 연구는 난치성 세균 감염의 치료 패러다임을 바꾸는 데 직접적으로 연결될 수 있다. 새로운 항균제 후보물질은 패혈증, 호흡기 감염, 만성 감염, 생체막 관련 감염과 같은 임상적으로 어려운 문제에 적용 가능성이 높다. 더 나아가 기존 항생제의 수명을 연장하고, 내성균 출현 속도를 늦추며, 실제 임상에서 활용 가능한 치료 조합을 제시하는 기반 기술로 발전할 수 있다는 점에서 학문적·산업적 파급력이 매우 크다.

이 연구실은 기존 항생제를 완전히 대체하는 신약 개발뿐 아니라, 이미 사용 중인 항생제의 효능을 회복시키는 항생제 보조제 개발에도 강점을 보인다. 항생제 내성 문제는 새로운 약물의 부족만으로 설명되지 않으며, 기존 약물이 더 이상 충분히 작동하지 않는 생물학적 환경과 세균의 방어 메커니즘을 함께 이해해야 해결할 수 있다. 이러한 관점에서 연구실은 항생제 자체가 아닌 보조 화합물을 활용해 세균의 방어체계를 무너뜨리고 기존 약제의 살균 효과를 증폭시키는 전략을 추구한다. 구체적으로는 세균막의 선택적 교란을 통해 아미노글리코사이드계 약물의 세포 내 유입을 높이거나, daptomycin과 같은 막 작용 항생제의 활성을 상호 증폭시키는 방식이 연구되고 있다. 또한 천연물 또는 약물 재목적화 후보를 이용해 세포벽 합성, 2차 전달계, 대사 경로를 조절함으로써 β-lactam 계열 항생제에 대한 감수성을 다시 회복시키는 접근도 수행하고 있다. 최근 연구에서는 peptidoglycan 가교 형성 감소와 c-di-AMP 조절을 통해 MRSA의 β-lactam 내성을 되돌리는 기전이 제시되었으며, 이는 내성 균주를 다시 치료 가능한 상태로 전환시키는 매우 실용적인 전략으로 평가된다. 이러한 병용요법 연구는 임상 번역 가능성이 높다는 장점이 있다. 이미 안전성 정보가 축적된 항생제와 보조제를 조합하면 개발 시간과 비용을 절감할 수 있으며, 중증 감염 환자에서 신속히 적용 가능한 치료 옵션을 마련할 수 있다. 따라서 본 연구는 내성균 감염 대응, 항생제 사용 최적화, 약물 재창출 전략의 고도화라는 세 가지 측면에서 중요한 가치를 지닌다.

이 연구실은 항균제 연구 외에도 생물약학적 관점에서 약물의 체내 전달 효율을 향상시키는 제형 및 전달 시스템 연구를 수행하고 있다. 대표적으로 염증성 장질환 치료를 위한 대장 표적 덱사메타손 미세결정 제형 연구는 약물의 안정성, 방출 위치, 흡수 특이성을 정밀하게 설계하는 생물약학 응용의 좋은 예다. 이는 단순히 약효 성분을 발견하는 수준을 넘어, 약물이 실제 질환 부위에서 최적으로 작동하도록 만드는 약제학적 전략을 포함한다. 이러한 연구에서는 키토산, 알지네이트, Eudragit S와 같은 고분자 기반 다층 코팅을 활용하여 pH 민감성 방출 시스템을 구현하고, 약물이 위나 소장에서 불필요하게 방출되지 않도록 제어한다. 이를 통해 대장과 같은 표적 장기에 선택적으로 약물을 전달하고, 전신 부작용을 줄이면서 국소 치료 효과를 극대화할 수 있다. 생체적합성 소재, 입자 크기 조절, 미세결정화, 다층 코팅 기술 등이 통합적으로 적용되며, 이는 감염 치료뿐 아니라 염증성 질환과 난치성 질환 전반으로 확장 가능한 플랫폼 기술이다. 장기적으로 이 연구 방향은 항균제 전달, 염증 질환 치료, 표적 방출형 제형 개발을 연결하는 융합 연구 기반이 된다. 약물 자체의 효능뿐 아니라 전달 경로와 체내 동태를 최적화함으로써 치료 성능을 높일 수 있으며, 이는 정밀 약물전달 기술의 발전과도 맞닿아 있다. 따라서 연구실의 생물약학 연구는 신약 후보물질 탐색과 더불어 실제 치료 성과를 높이는 번역 연구의 중요한 축을 형성한다.