대구경북과학기술원(DGIST·디지스트)은 뉴바이올로지학과 김민석 교수팀이 연속원심미세유체 원천기술을 확보해 세계 최초로 혈액 내 존재하는 모든 종류의 암세포들을 분리할 수 있는 자동화 장치를 개발했다고 16일 밝혔다.

이 기술은 모든 종류의 암세포를 분리할 수 있고 초정밀 암진단이 가능하며 이를 완전 자동화 형태로 구현해 병원에서 바로 활용 가능할 정도로 완성도가 높다는 평가를 받는다.

전 세계적으로 높아지는 암 발생률로 인해 다양한 항암제가 개발돼 치료 가능성이 증대하고 있지만 변이 또는 전이가 잦은 암에 대한 정확한 정보를 얻는 것은 여전히 어려운 상황이다. 암 유전정보를 얻기 위한 방법으로 암 조직을 이용해 진단하는 조직생검과 혈액 등을 이용한 액체생검이 존재하는데 액체생검의 경우 인체에 고통을 주지 않는 비침습적 검사를 통해 암의 정보를 얻을 수 있고 모든 암 유전정보를 가지고 있는 순환종양세포(Circulating tumor cell·CTC)를 이용할 경우 더욱 정확한 진단이 가능하다고 알려져 있다.

하지만 이러한 순환종양세포는 혈액 내 아주 희소하게 존재해 분리가 어려우며 현재 이용 중인 분리 기술들은 일부 CTC에 발현된다고 알려진 마커를 이용하거나 기준 크기 이상의 암세포만을 분리할 수 있기에 모든 종류의 CTC 분리가 어려워 순환종양세포들의 이질성(Heterogeneity)을 극복한 분리는 CTC 분야의 이상적인 기술로 여겨져 왔다.

연구팀에서 개발한 기술은 음성선택 타겟 세포 이외의 모든 세포를 선택해 제거하는 방식을 이용해 암세포가 아닌 다른 세포들을 모두 제거했다. 또 초정밀 유체 제어 기술을 통해서 세포의 스트레스와 손실율을 최소화하며 세포를 분리할 수 있다. 마커의 유무, 암세포의 크기와 관계없이 다양한 암세포주에서 90% 수준의 높은 회수율을 보였다. 연세대학교 김혜련 교수팀과의 공동연구를 통해 폐암 환자의 혈액으로 순환종양세포를 분리해 약물효과 추적관찰 등 임상적 유용성도 확인했다. 완전 자동화를 통해 기술적 완성도를 높여 분리 성능은 물론 의료현장에서 조기 상용화가 가능하다는 점에서 의학적 영향력이 클 것으로 예상된다.

디지스트 뉴바이올로지학과 김민석 교수는 “이 기술은 암의 조기 진단, 맞춤형 치료제 처방 등 더욱 정밀한 진단과 맞춤 치료제 선정에 활용돼 암 환자들에게 도움이 될 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구는 의료기관 창업캠퍼스 원천기술개발사업의 지원을 받아 수행되었으며 연구결과는 Theranostics 12권 8호에 게재됐다.

대구=최일영 기자 mc102@kmib.co.kr

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