"피 한 방울로 암 재발 잡는다" 백혈구 모니터링 칩 개발

UNIST 바이오메디컬공학과 강주헌 교수팀 연구

[울산=뉴시스] 백혈구 부착력 변환 기반 실시간 암 모니터링 바이오 칩 [email protected] *재판매 및 DB 금지

[울산=뉴시스] 구미현 기자 = 칩의 미세관에 혈액을 흘려보내 항암제 약효와 암 재발 여부를 읽어낼 수 있는 기술이 개발됐다.

혈액 속의 암세포를 직접 찾아내는 기존 액체 진단 기술과 달리 암 조직의 염증물질이 환자 백혈구 표면의 접착력을 증가시키는 원리를 이용한 기술이다. MRI, CT 같은 영상 검사가 놓치기 쉬운 미세 재발을 조기에 감지하고, 고가의 액체 생검 기술을 보완해 암 치료 경과를 살필 수 있게 됐다.

울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 강주헌 교수팀은 혈액 속 백혈구의 접착력 변화를 분석하는 방식으로 암 재발, 항암제 치료 반응 등을 모니터링할 수 있는 칩 기반 기술을 개발했다고 3일 밝혔다.

머리카락보다 가는 미세관이 얽혀 있는 칩 안으로 혈액을 흘려보낸 뒤, 관에 부착된 백혈구 숫자를 자동 프로그램으로 읽어내는 방식이다. 암 조직이 내뿜는 염증성 물질이 백혈구 표면의 ‘세포 접착 분자 수용체’를 활성화하는 면역 반응을 이용한다. 관 안쪽에는 이 수용체와 결합할 수 있는 특수단백질들이 코팅되어 있어, 수용체가 활성화된 백혈구가 관 표면에 잘 부착된다.

실험에서 유방암이 진행 중인 쥐의 백혈구는 건강한 쥐의 백혈구에 비해 칩 내벽에 달라붙는 백혈구 숫자가 최대 40배 더 많은 것으로 나타났다.

개발된 기술은 치료 단계에서 항암제의 효능을 즉각적으로 확인하고, 수술 후 재발 여부까지 실시간으로 모니터링하는 데 쓸 수 있다. 실제 항암 효과가 있는 약물(독소루비신)을 투여한 결과, 종양 성장이 억제됨과 동시에 백혈구의 접착 빈도가 즉각적으로 감소한 반면 치료 효과가 없는 약물을 투여했을 때는 높은 접착 상태가 유지됐다.

[울산=뉴시스] UNIST 연구진. 강주헌 교수(좌측)와 브라이언 최 연구원. (사진=UNIST 제공) [email protected] *재판매 및 DB 금지

또 수술로 일차적인 암 조직을 제거한 뒤, 육안이나 영상 진단으로는 확인되지 않는 미세 전이가 시작되는 단계에서도 낮아졌던 백혈구 접착력이 다시 상승하는 현상이 포착됐다. 이는 전임상 동물모델에서, 재발·전이 가능성을 조기에 추적할 수 있는 지표가 될 수 있음을 보여 주는 결과다.

강주헌 교수는 "영상 진단으로 발견하기 어려운 초기 전이나 재발을 환자의 백혈구 면역 반응을 통해 조기에 포착하고, 항암제 투여 이후의 치료 반응도 즉각적으로 확인할 수 있어 불필요한 치료를 줄이고 환자에게 맞는 최적의 치료제를 선별하는 데 도움을 줄 수 있다"고 설명했다.

이번 연구는 UNIST 바이오메디컬공학과 브라이언 최 연구원이 제1저자로 참여했다. UNIST, 한국연구재단 기초연구실지원사업, 과학기술정보통신부, 보건복지부, 범부처재생의료기술개발사업, 산업통상부의 지원으로 이뤄졌다.

연구 결과는 엘스비어(Elsevier) 출판사가 발간하는 국제학술지 '바이오센서 & 바이오 일렉트로닉스(Biosensors and Bioelectronics)'에 3월 1자로 출판됐다.


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