암종양을 비침습 관찰할 심부 이미징 기술

스탠포드대학 연구팀이 암 환자 체내에 존재하는 매몰형 종양을 밝게 비출 수 있는 새로운 심부 이미징 기술을 개발했다. 이 기술을 이용하면 비침습 체내 종양 경과를 기존보다 선명하게 관찰할 수 있게 될 가능성이 있다.

지난 9월 30일 학술지 네이처 바이오테크놀러지에 게재한 연구에 따르면 면역요법에 대한 암 환자 반응을 확인하고 치료 후 진행 상황을 모니터링하는데 유용한 새로운 심부 이미지 기술이 발표된 것. 이 기술을 개발한 곳은 스탠포드대학 응용 물리학자인 홍지에 다이(Hongjie Dai)가 이끄는 연구팀. 그는 이 기술이 에르븀(erbium) 원소를 포함하는 나노 입자에 의존한 것으로 에르븀은 적외선 발광하는 고유 특성이 높이 평가되는 원소로 소위 희토류 원소 중 하나라고 밝히고 있다.

에르븀을 포함한 나노 입자를 화학적으로 설계한 코팅으로 덮기 위한 나노 입자가 혈류에 녹는 걸 돕고 독성을 줄이고 체내에서 더 빨리 배출되는 걸 촉진한다. 또 나노입자 코팅은 세포의 특정 단백질을 찾아 부착하는 유용함 덕에 암세포 등에 대해 마치 유도 미사일처럼 작용한다고 설명하고 있다.

연구에선 에르븀을 포함한 나노 입자를 섭취한 실험용 쥐를 저전력 LED 조명으로 비춰 쥐 체내 혈관이 터지고 표적 조직인 종양 또는 개별 세포를 기존 이미징 기술보다 훨씬 높은 해상도로 관찰하는데 성공했다. 연구팀은 개발한 심부 이미징 기술이 특이성과 다중성, 시공간적 해상도 조합으로 기존 방법으론 달성할 수 없는 수준을 보여준다고 밝히고 있다.

영상을 보면 실제로 살아있는 쥐에 나노입자를 섭취시켜 뇌혈관이 적외선으로 빛나는 모습을 볼 수 있다. 쥐의 뇌 혈관이 청록색으로 발광하는 것. 이런 접근을 통해 쥐의 뇌를 볼 수 있으며 기존 방법으론 두피 밖에 볼 수 없었다.

연구팀은 이 심부 이미징 기술을 이용해 면역체계를 활성화하는 항암제에 취약한 쥐의 종양을 특정하는데 성공했다. 따라서 기존 방법으론 필요한 병변 일부를 채취하는 검사 없이 약물에 반응하는 부위를 특정할 수 있는 비침습 방법을 제공할 수 있다. 또 에르븀 나노입자를 이용해 암 치료 후 환자 경과를 관찰하고 종양이 약에 반응하고 있는지 혹은 종양이 축소되고 있는지를 지속적으로 관찰할 수 있다. 연구팀은 심부 이미징 기술이 외과의사가 종양을 더 정확하게 절제하거나 생물학자들이 세포의 기본 과정을 연구하는데 도움을 줄 수 있다고 설명한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.