[과학을 읽다]24시간 안에 암진단…'나노캡슐' 개발

국제 연구팀, 관련 기술 개발

▲유방암에 선택적으로 결합하는 항체가 부착된 파란색 형광을 내는 상향변환 나노캡슐(좌)을 이용해 유방암 세포를 파란색으로 이미징 한 사진(우).[사진제공=한국기초과학지원연구원]

[아시아경제 정종오 기자] 조직검사 등 약 일주일 이상 걸리는 암 진단을 24시간 안에 할 수 있는 기술이 개발됐습니다. 국제 연구팀이 주사 한방으로 24시간 내에 암을 진단할 수 있는 나노캡슐을 내놓았는데요. 일반적으로 한 가지 암을 진단하는 데 일주일 정도의 시간이 걸립니다. 시간뿐 아니라 조직검사 과정에서 많은 고통이 이어집니다.

이번에 국제 연구팀이 내놓은 기술은 일반 형광과 정반대로 높은 파장의 빛(빨간색 계열, 에너지가 낮음)을 받아 낮은 파장의 빛(파란색 계열, 에너지가 높음)을 방출할 수 있는 '상향변환(Upconversion) 나노캡슐'입니다. 상향변환 나노캡슐(200 nm 크기)은 두 개의 서로 다른 유기 형광 염료 액상을 가두고 있어 하나의 빛으로도 다양한 형광 방출이 가능합니다.

이 원리를 이용해 암을 진단할 수 있습니다. 나노캡슐 표면에 질병의 표지나 표적을 선별적으로 집어낼 수 있는 두 종류 이상의 바이오탐침(항체, 펩타이드 등)을 부착합니다. 주사한 후 빛을 쏘여 촬영하면 현장에서 바로 다중 암세포 이미징을 관찰할 수 있는 것이죠. 주사 한방과 빛을 쬐는 것만으로 진단이 가능하기 때문에 진단의 신속성과 환자들이 검사에서 받는 고통과 스트레스, 경제적 부담을 많이 줄일 수 있을 것으로 기대됩니다.

이번 나노캡슐을 질병 진단에 활용하면 생체 조직 투과성과 조직 손상에 거의 영향이 없는 장파장의 빛을 이용할 수 있습니다. 진단의 효율을 높일 수 있죠. 실리카 나노캡슐 기술이 적용돼 인체에 무해하다는 장점도 있습니다. 다중 암 진단과 치료에 활용될 수 있습니다. 다양한 난치성 질환의 질병 조기진단과 효과적 치료를 동시에 수행하는 환자 맞춤형 멀티테라그노시스 연구에 응용될 수 있을 것으로 보입니다.

이번 연구는 송현석 한국기초과학지원연구원 박사와 권오석 한국생명공학연구원박사 등이 미국 MIT(나타리 알치 교수, Natalie Artzi), 예일대(김재홍 교수)와 공동연구를 통해 이뤄냈습니다.

송현석 박사는 "이번 성과는 신체 조직의 투과율이 좋고 조직 손상을 주지 않으면서 여러 종류의 암을 선택적으로 진단할 수 있어 암의 종류뿐 아니라 암의 전이까지 진단할 수 있을 것"이라고 말했습니다.