몸속 과산화수소 찾아내 암을 진단한다

KBSI, MRI-광학영상기술 결합한 새 암진단 기술 개발
암세포서 과산화수소를 많이 나오는 것을 착안해 적용
암세포 형광신호 15배 MRI 신호 60배 향상

종양모델 마우스에서 생체 내 다중 이미징(형광 및 CEST MRI). KBSI 제공

[파이낸셜뉴스] 한국기초과학지원연구원(KBSI) 오창바이오·환경연구소 홍관수 박사팀, 바이오이미징중개연구부 조지현 박사팀이 미국 텍사스오스틴대 조나단 세슬러 교수팀과 함께 자기공명 영상장치(MRI)와 광학 영상을 결합해 몸 속 과산화수소를 찾아 암을 진단하는 기술을 개발했다. MRI는 물론 광학 영상까지 이중모드 관찰이 가능해 향후 암 진단 및 치료제 개발에 새로운 전환점이 될 것으로 보인다.

9일 KBSI에 따르면, 연구진은 암세포에서 정상 세포보다 과산화수소가 많이 발생되는 것을 착안해 과산화수소 진단 이미징 프로브를 개발했다. 이 이미징 프로브는 MRI와 광학 영상기술을 결합했으며, 과산화수소에 반응해 암세포만 선택적으로 표적할 수 있다.

실험쥐를 통한 측정 결과, 이 이미징 프로브는 선택적 감지와 표적으로 형광 신호와 MRI 신호가 각각 15배, 60배 향상됐다.

또한 정상 세포주와 조직에 비해 암 세포주와 종양 조직에서 각각 최대 4.5배, 5.8배 높은 과산화수소를 감지했다. 이와함께 이 이미징 프로브를 사용해도 인체에 유해한 영향을 주지 않고 적절하게 기능이 작동한는 것도 밝혀냈다.

홍관수 박사는 "이중모드 개념으로 MRI와 광학 이미징 모두의 장점을 살릴 수 있으면서 생체 적합한 최적화된 프로브를 개발한 것으로, 수용액, 세포 및 동물 모델에서 모두 그 가능성을 확인할 수 있었던 연구 결과"라며, "생체 내에서 실시간 암 진단기술 및 암 치료제 개발에 획기적으로 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구를 통해 개발된 새로운 프로브는 과산화수소 관련 생물학에 대한 이해를 높이고 시험관 및 생체 내 암 발견에 대한 가능성을 열어줄 수 있다는 점에서 큰 의미가 있다.

조지현 박사는 "이 기술은 암 뿐만아니라 다양한 분야에서 과산화수소 검출을 위해 활용될 수 있다"며, "비침습적인 MRI 영상을 활용한 질환 연구는 질환의 진단, 치료 과정 모니터링 뿐만 아니라 질환 부위의 특성까지 연구할 수 있고, 인체 연구까지 이어질 수 있어서 질환 연구에 기여할 수 있다"고 설명했다.

한편, 홍관수 박사팀은 이번 기술 개발에서 연구총괄을, 조지현 박사팀은 화학교환포화전이(CEST) MRI 영상연구 총괄을 맡았으며, 세슬러 교수팀은 합성 아이디어 수립 및 연구방향 제시 등을 담당했다.

연구진은 이번에 개발한 이미징 프로브를 센서분야 저명 국제 학술지 '센서 앤 액츄에이터 B: 케미컬(Sensors and Actuators B-Chemical)'에 발표했다.

[e-mail] 김만기 기자