(성공사례) 혈액 샘플에서 전이 세포를 감지하고 분류하는 마이크로칩 장치 개발

전이는 암 관련 사망의 90% 이상을 차지하나, 혈류를 통해 순환하여 질병을 퍼뜨리는 원인이 되는 전이 세포에 대한 연구는 거의 이루어지지 않아 식별 및 분석이 어려움
암 치료에서 전이를 예방하기 위해서는 조기 발견이 중요하지만, 기존 생검은 침습적이고 신뢰할 수 없었음
벨기에의 Interuniversity Micro- electronics Centre (IMEC)에 있는 SCALPEL 프로젝트 팀은 환자의 암 유형과 진행에 대한 포괄적인 통찰력을 제공할 수 있는 간단한 혈액 검사(또는 '액체 생검')로 이 과정을 혁신하고자 했으며, 더 빠르고 정확한 개입에 대한 희망을 제공
"혈액에서 전이성 암 세포를 찾는 것은 건초더미에서 바늘을 찾는 것과 같다. 우리는 암의 세부 유형을 분석하고 이해하기 위해 암 세포를 찾아 분류할 수 있는 칩을 개발하고자 하였다. 조직 검사 대신 '액체 생검'이나 혈액 검사를 하면 필요한 모든 정보를 얻을 수 있을 것이다." (IMEC 프로젝트 코디네이터, 생명 과학 R&D 책임자, Liesbet Lagae)

첫 번째는 미세 유체 분류(Gentle Microfluidic Sorting)로, 열로 활성화되는 기포 기반 스위치가 세포를 다른 미세유체 배출구로 부드럽게 유도하여 세포 손상을 최소화하는 동시에 빠른 분류를 보장
두 번째는 비침습적 방법인 렌즈 없는 감지로, 광 가이드와 디지털 센서를 사용하여 세포 모양을 분석하여 암과 면역 세포를 식별

다음 단계는 실제 환자의 혈액샘플에서 이 방법을 테스트하는 것으로, 연구팀은 루벤에 있는 KU Leuven University Hospital의 임상의 An Coosemans와 Dirk Timmerman과의 협력을 통해 팀은 난소암 환자의 조직에서 기술을 시험
SCALPEL은 칩이 전이성 암 세포 이외의 것들도 식별할 수 있다는 것을 발견하는 등 예상을 뛰어넘는 성과를 거둠
"우리는 이 도구가 난소암 환자의 면역 신호도 감지한다는 것을 발견하였다. 이러한 판독값은 환자가 치료에 얼마나 잘 반응하는지 확인하는 데 사용 가능하다.“ (Lagae)
SCALPEL 이니셔티브는 유럽연구위원회(ERC)의 개념 증명(PoC) 연구에 기여하여 동일한 칩으로 면역 세포를 식별하고 분류할 수 있으며, 이를 강력한 T 세포로 재프로그래밍하여 암을 공격할 수 있음을 입증함으로써 또 다른 이정표를 달성하였음
이 발견은 환자의 면역 세포를 특정 암을 치료하도록 맞춤화하여 각 환자의 고유한 면역 반응을 높이는 개인 맞춤형 치료의 문을 열게 됨

새로 설립된 오스트리아 스타트업인 Sarcura와의 공동연구팀은 칩 프로토타입을 제품 개발로 발전시키는 것을 도왔으며 이는 면역 세포 치료를 혁신할 잠재력을 가지고 있음
이 소형의 고처리량 세포 분류기는 미래의 세포 치료제를 보다 효율적이고 저렴하게 생산할 수 있게 해 줄 것으로 기대
SCALPEL이 발전함에 따라 잠재적인 응용 분야는 방대해짐
이 기술은 이미 개인화된 최첨단 암 치료법을 현실에 더 가깝게 만들고, 이를 통해 더 쉽게 접근하고 암과 싸우는 방식을 바꾸고 있음
한편, Sarcura의 CEO인 Daniela Buchmayr는 최초의 마이크로칩 세포 분류기 제품이 2027년에 출시될 것으로 예상