혈액 속 암 유래 입자로 유방암 조기진단 가능성 높인다

ㅇ EXCEED 프로젝트 (link), 세포외소포를 형광표지 없이 단일 입자 수준에서 분석하는 기술 개발

- 유방암은 조기 발견 시 생존율을 크게 높일 수 있어 혈액 등 체액으로 암을 진단하는 액체생검 기술이 주목받고 있으며, 세포외소포(EVs)가 새로운 바이오마커 후보로 떠오르고 있음

- 세포외소포는 세포가 체액으로 방출하는 매우 작은 입자로, 세포의 분자 정보를 담고 있어 혈액 속 암세포 유래 세포외소포를 분석하면 암 관련 정보를 파악할 수 있음

- 그러나 세포외소포는 크기가 매우 작고 특성이 다양해 혈액처럼 복잡한 시료에서 질병과 관련된 입자만 분리하고 분석하는 데 많은 시간과 어려움이 따름

- 튀르키예 코치대학교 연구진은 EXCEED 프로젝트를 통해 이러한 한계를 해결할 새로운 분석기술을 개발함

ㅇ 세포외소포를 단일 입자 수준에서 분석

- 연구진은 스탠퍼드대학교에서 개발한 미세유체 기반 세포외소포 분리 기술 ExoTIC과 개별 입자를 분석할 수 있는 자체 개발 영상 시스템을 결합해 새로운 분석 플랫폼을 구축함.

- 영상 시스템은 입자의 산란광과 반사광을 이용해 나노 크기의 세포외소포를 개별 검출하며, 형광물질 없이도 분석이 가능한 비표지(label-free) 방식을 적용함

- 연구진은 여기에 라만 분광법(SERS)을 결합해 세포외소포의 화학적 정보까지 분석할 수 있도록 함

- 개발된 플랫폼은 표준 나노입자와 다양한 세포외소포 및 실제 임상 시료를 이용해 성능을 평가하고, 나노 크기 소포의 물리·화학적 특성을 동시에 측정해 암 액체 생검 기술로서의 활용 가능성을 검토함

ㅇ 30나노미터 크기 입자까지 형광 표지 없이 검출

- 프로젝트의 주요 성과 가운데 하나는 최소 30나노미터(nm) 크기의 개별 세포외소포를 별도의 형광 표지 없이 검출하고 특성을 분석하는 데 성공한 것임
- 또한 비교적 넓은 관찰 영역에서 많은 입자를 동시에 분석할 수 있어 서로 다른 특성을 가진 다양한 세포외소포를 효율적으로 조사할 수 있음

- 연구진은 암 관련 세포외소포 검출에 성공하고, 다른 암 시료를 활용해 기술의 적용 가능성도 살펴봄

- 또한 머신러닝으로 나노입자를 구별해 세포외소포의 다양한 특성을 하나의 플랫폼에서 종합적으로 분석할 가능성을 제시함

ㅇ 유방암 넘어 다양한 질환의 바이오마커로

- 연구진은 세포외소포가 유방암뿐 아니라 다양한 질환의 바이오마커로 활용될 가능성이 크다고 보고 있는데, 세포외소포에는 이를 방출한 세포와 조직의 상태를 반영하는 분자 정보가 담겨 있기 때문임

- 현재 세포외소포 분석은 임상 혈액검사에 활용되지 않고 있으나, EXCEED 기술은 향후 연구 성과의 임상 적용을 앞당기는 데 기여할 것으로 기대됨

- 단기적으로는 현재 기술로 구분하기 어려운 질병 관련 세포외소포의 특징을 찾아내고 검증하는 연구에 활용할 수 있음

- 장기적으로 이러한 특징이 임상적으로 충분히 검증되면 치료 반응과 질병 진행·재발을 모니터링하고 암을 조기에 발견하는 최소 침습 혈액검사 개발로 이어질 가능성이 존재함

ㅇ 바이러스·백신 개발에도 활용 가능

- 연구진은 프로젝트를 진행하면서 개발된 기술이 바이러스나 백신 개발과 관련된 생물학적 나노입자를 분석하는 데도 활용될 수 있다는 점을 확인함

- 연구진은 향후 이 기술이 실제 연구·의료 현장에서 활용돼 새로운 바이오마커 발굴과 혈액 기반 진단 기술 개발로 이어지기를 기대함

Source: cordis.europa