(MIT engineers have designed diagnostic particles that can be aerosolized and inhaled. At bottom is a scanning electron micrograph of the particles, which are coated with nanosensors that interact with cancer-associated proteins in the lungs. Credit: MIT researchers)
폐암은 간편한 조기 진단이 쉽지 않아 치료가 가능한 초기 상태를 놓치는 경우가 많습니다. 최근에는 고위험군을 대상으로 저선량 폐 CT (LDCT) 검사법이 등장해 조기 진단이 좀 더 쉬워지기는 했지만, 폐암 유병률은 높은 개도국에서는 사용하기 힘든 고가 검사라는 문제점이 있습니다. 그리고 CT 검사가 비용이 상대적으로 높을 뿐 아니라 방사선 노출이 있다는 점은 선진국에서도 여전히 단점입니다.
MIT의 산지타 브하티아 교수(Sangeeta Bhatia, the John and Dorothy Wilson Professor of Health Sciences and Technology and of Electrical Engineering and Computer Science at MIT)가 이끄는 연구팀은 좀 더 간편한 암 진단을 위한 나노입자 센서를 개발해 왔습니다.
나노센서 입자의 원리는 간단합니다. 암세포에 활성화되어 있는 프로테아제 (protease)에 쉽게 분리되는 나노입자에 DNA 바코드 같이 쉽게 검출이 가능한 분자를 달아 검사자에게 투여하면 DNA 바코드나 다른 표지자가 소변으로 나와 소변 검사만으로 검출이 가능한 것입니다.
이전에 연구한 버전에서는 혈액으로 투여해서 암세포를 찾는 방식을 연구했지만, 이번 연구에서는 투여 방법을 흡입형으로 바꿔 폐암 진단율을 높인 게 특징입니다. 하지만 연구팀은 이것만으로는 충분치 않다고 생각했습니다. 건강 검진 목적으로 CT를 찍기 어려운 개도국에서 소변에 있는 미량 원소를 복잡한 방법으로 검출하기 어렵기 때문입니다. 따라서 이들은 LFA (lateral flow assay)라는 방식을 이용해서 소변에 작은 검사용 스틱을 넣기만 해도 검출할 수 있는 방법을 개발했습니다.
연구팀은 쥐를 대상으로 한 실험에서 1-2기에 해당하는 초기 폐암 동물 모델도 이 방식으로 상대적으로 간편하게 폐암 검진이 가능하다는 것을 확인했습니다. 물론 실제 의료 현장에서 사용하기 위해서는 정확도를 높일 뿐 아니라 위양성율을 줄이가 위해서 노력해야 합니다. 실제 암이 없는 사람에서 양성이 너무 자주 나오면 불필요한 검사를 하기 위해 많은 비용과 시간을 들여야 하기 때문입니다.
물론 아직은 기초 실험 단계 수준으로 전임상 단계를 마무리하고 임상 시험까지 많은 과정이 남아 있습니다. 나노입자 센서를 이용해 암이나 다른 질병을 소변으로 쉽게 진단하는 날이 오게 될지 궁금합니다.
참고
https://phys.org/news/2024-01-inhalable-sensors-enable-early-lung.html
Qian Zhong et al, Inhalable point-of-care urinary diagnostic platform, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adj9591. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj9591
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