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정성준 포스텍 창의IT융합공학과 교수 (포스텍)

(경북=NSP통신) 최병수 기자 = 포스텍(포항공과대학교, 총장 김무환)과 서울대학교병원에서 최초로 잉크젯 바이오프린팅 기술을 이용해 방광암 종양 모델을 제작하고 종양 내 이질성을 분석하는 데 최근 성공했다.

포스텍 창의IT융합공학과 정성준 교수, 생명과학과 신근유 교수, 융합생명공학부 통합과정 윤웅희씨 연구팀은 서울대학교병원 구자현 교수와 공동연구를 통해 고정밀 잉크젯 기술을 이용해 실제 환자로부터 얻은 암세포를 정밀하게 프린팅해 방광암 종양 모델을 제작했다.

또 이를 이용해 암의 이질성 분석, 항암제 효과검증에 성공함으로써 새로운 암정밀 의료 프로세스를 제안했다.

이 연구성과는 국제학술지 ‘바이오패브리케이션(Biofabrication)’에 최근 게재됐다.

정밀의료는 유전정보나 임상정보 등을 바탕으로 개별 환자에게 맞춤형 진단과 치료를 적용하는 새로운 헬스케어 분야다.

특히 암 환자의 경우, 동일조직 내에서조차 서로 다른 특성을 가진 암세포들이 공존하는 종양 내 이질성을 가지고 있어 현재의 ‘획일적인(one-size-fits-all)’ 치료방식에는 한계가 많다.

또한 약물 부작용이나 항암제 내성 등 개개인에게 제각기 다른 영향을 끼쳐 치료를 힘들게 하는 원인이 된다.

연구팀은 잉크젯 세포 프린팅 방식을 이용해 방광암 모델을 만들고, 이를 이용한 암 이질성을 분석하는 연구를 수행했다.

특히 환자에게서 뽑아낸 암세포를 잉크젯 방식으로 정밀하게 프린팅해 각각을 암 오가노이드로 성장시켰다.

이후 단일 세포에서 유래된 3차원 오가노이드의 분열·사멸과 관련된 단백질의 발현량을 비교하고, 각 오가노이드에 따른 방광암 치료제의 효능에 대한 차이점을 발견했으며, 또 오가노이드 사이의 유전자 발현을 정량적으로 비교하여 암의 이질성을 확인했다.

이제껏 바이오프린팅 기술을 활용해 인공 뼈, 치과 보철, 인공 혈관, 인공 피부, 인공 장기, 바이오 칩 등 다양한 인공 대체물을 제작했지만, 실제 환자의 암세포를 활용해 ‘암 덩어리’를 만들고 암 이질성을 분석해 낸 사례는 이번 연구가 처음이다.

이렇게 만들어진 암 모델을 이용하면, 환자에게 맞는 약이나 치료법을 먼저 시도할 수 있고 부작용을 최소화할 수 있다. 뿐만 아니라 개별 환자에 특화된 표적 치료를 제공함으로써 현행 치료의 한계를 극복할 수 있을 것으로 기대된다.

연구를 주도한 정성준 교수는 “바이오프린팅 기술에 바탕을 둔 정밀의료 기술은 획일적인 암 치료법에서 발생하는 부작용과 낭비를 최소화하고, 저비용으로 환자의 삶의 질을 높일 수 있을 것”이라며 기대감을 드러냈다.

한편 이번 연구는 경상북도 4차산업혁명 핵심기술개발사업, 과학기술정보통신부 중견연구자지원사업, 해양극지기초원천기술개발사업의 지원으로 수행됐다.

NSP통신 최병수 기자 fundcbs@nspna.com
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