혈장으로 간단하게 암을 진단하는 기술이 개발됐다.

기초과학연구원(IBS)은 첨단연성물질 연구단 조윤경 그룹리더팀이 혈장에서 세포 정보가 담긴 나노소포체(Extracellular Vesicles, EVs)를 포획해 암을 진단하는 ‘혈소판 칩’을 개발했다고 20일 밝혔다.

기존에도 암세포가 배출한 나노소포체를 분석해 암 발생과 전이를 진단하기 위한 연구들이 이뤄졌다. 하지만 수많은 나노소포체 가운데 암세포 유래 나노소포체만 선택적으로 분리하는데는 한계가 있었다.

연구진은 이 문제를 해결하기 위해 암세포가 혈소판에 둘러싸인 형태로 혈액을 이용해 다른 곳으로 이동한다는 사실에 주목했다. 암세포가 전이되는 과정에도 혈소판이 도움을 주는 것으로 알려졌다.

연구진은 혈소판 막을 이용해 암세포 유래 나노소포체를 쉽게 포획할 수 있는 진단 시스템을 고안했다. 미세유체칩 안에 혈소판 세포막을 바닥에 고정한 형태의 ‘혈소판 칩’이다. 체내에서 혈소판과 긴밀한 상호 작용을 하는 암세포 성질을 이용해 혈소판 칩에 결합한 암세포에서 유래한 나노소포체만 선택적으로 검출해내는 원리다.

개발한 혈소판 칩에 암 환자와 건강한 사람의 혈장 1µL(마이크로리터)를 주입한 결과, 정상인에 비해 암 환자의 혈장에서 다량의 나노소포체가 검출됐다.

특히 전이암세포에서 비전이암세포보다 더 많은 나노소포체가 나왔다. 연구진은 혈소판 칩에 검출된 나노소포체 양을 토대로 암 발생 및 전이 여부를 진단할 수 있음을 제안했다고 설명했다.

연구진은 “채취한 사료에서 나노소포체를 분리·농축해야 했던 기존 기술과 달리 별도 전처리 과정이 필요 없고 항체 이용 방법보다 특이성, 민감성이 뛰어나 기존 암 진단 연구를 보완한다”고 강조했다.

1저자인 수밋 쿠마르(Sumit Kumar) 연구위원은 “지금까지 개발된 대부분의 나노소포체 기반 암 진단 기술은 해당 암에 특이적인 항체(antibody)를 반응시켜 나노소포체를 검출하는 원리였다”며 “하나의 질병에 하나씩 대응하는 항체 기반 진단 기술과 달리 혈소판 칩은 여러 종류의 암을 진단 가능하다는 장점이 있다”고 말했다.

조윤경 그룹리더는 “체내의 혈소판-암세포 친화력을 모방해, 암세포에서 나온 나노소포체를 검출했다는 점에서 의미가 있다”며 “이는 복잡한 처리 없이 혈장을 그대로 이용했음에도 불구하고 극소량 샘플로부터 암세포 유래 나노소포체를 검출했다”고 했다.

이번 연구결과는 국제 학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional materials, IF 13.325)에 5월 27일자 표지 논문('Human Platelet Membrane Functionalized Microchips with Plasmonic Codes for Cancer Detection/ Advanced Functional Materials')으로 게재됐다.