IBS, 인체조직 폐섬유화·간경화, 나노 초음파로 정확하게 탐지한다.

[이코노믹데일리] 국내 연구진이 장기가 딱딱하게 굳는 질환인 '인체 조직 섬유화증'의 발병 여부를 더 정밀하게 탐지하는 기술이 개발됐다.

기초과학연구원(IBS)은 나노의학 연구단 천진우 단장(연세대 화학과 교수) 연구팀이 인체 조직의 경화도를  체외에서 초음파로 정확하게 탐지해 질병을 진단할 수 있는 새로운 나노기술을 개발했다고 17일 밝혔다. 이는 폐섬유화·간경화·동맥경화·암 등을 더 정밀하게 진단할 수 있는 기반이 마련된 것이다.

인체 조직 섬유화증은 장기가 딱딱하게 굳는 질환을 말한다. 폐 섬유화, 간경화증, 동맥경화, 암 등 다양한 질병에서 나타난다. 발견이 늦을 시 생명을 위협할 수 있는 위험한 질병이나 현재 기술로는 조직 검사 외에 측정 및 발병 여부를 정확히 확인하는 게 쉽지 않은 상황이다.

 
연구팀은 '나노 자성-버블(MGV· magneto-gas vesicle)'이라는 탐지 기술을 개발했다. 가스로 채워진 단백질에 가스로 채워진 단백질에 자성을 가진 나노입자가 결합된 나노 구조체다. 생체 조직과 상이한 물성에 의한 음파 산란을 통해 고성능 초음파 조영제로 작용한다.

나노 자성-버블의 진동은 적은 자기장에도 진동이 강한 음파 산란을 일으켜 기존보다 최소 4∼8배 밝고 정밀한 초음파 영상을 구현한다. 기존 초음파 기술로는 측정이 어려웠던 생체 조직의 경화도를 의학적으로 중요한 압력 범위인 50파스칼∼5kPa에서 뛰어난 민감도로 측정할 수 있다.

작은 자기장에도 진동이 강한 음파 산란을 발생시키기 때문에 기존 초음파보다 최소 4~8배 더 밝고 정밀한 초음파 영상을 구현한다. 또한 생체적합성이 개선된 나노 자성-버블 표면은 체내에서 부작용이 없이 생체 조직의 경화도 변화를 장기간 추적할 수 있다.

연구팀은 나노 자성-버블을 활용해 살아있는 생쥐의 조직 경직화와 간 섬유화 발병을 비침습적으로 정확히 진단하는 데 성공했다. 또 폐 섬유화를 유도한 오르가노이드(인체 유사 장기)의 조직 경화를 측정, 폐 섬유화의 발병 및 진행을 관측하고 치료제 효과를 확인하는 데도 성공했다.

천진우 단장은 이번 기술 개발이 "치명적 경화증을 방지하는 새로운 의학 진단 플랫폼이 될 것"이라며 "질병 발생과 조직 경화의 관계를 파악하고 새로운 약물 치료제 개발이나 치료 방법을 제시할 수 있을 것으로 기대한다"고 전했다.

이번 연구는 캘리포니아 공과대학(Caltech)의 미카엘 샤피로 교수, 연세대 조승우 교수 등과 공동으로 수행했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 머티리얼스(Nature Materials)’ 에 17일자로 게재됐다.