UTS 생물의학공학대 마지드 와르키아니 교수는 “조직 검사를 받는 것이 환자들에게 불편함을 줄 뿐만 아니라 수술로 인한 합병증의 위험이 증가할 수 있으나 효과적 치료를 위해서는 정확한 암 진단이 필수적”이라고 말했다.
그는 “혈액 샘플에서 종양 세포의 평가를 통해 암을 관리하는 것은 조직 생검을 하는 것보다 훨씬 덜 침습적”이라면서 “이 방법은 의사들이 반복 검사를 하고 치료에 대한 환자의 반응을 관찰할 수 있게 해준다”고 덧붙였다.
연구팀이 개발한 ‘정적인 액적 미세유체 장치’는 1차 종양에서 분리되어 혈류로 들어간 순환 종양 세포를 신속하게 감지할 수 있다. 이 장치는 종양 세포를 정상 혈액 세포와 구별하기 위해 암의 독특한 대사 신호를 사용한다.
와르키아니 교수는 “1920년대 오토 워버그가 암세포가 포도당을 많이 소비해 더 많은 젖산을 생산한다는 것을 발견했다”면서 “이 장치는 세포 주변의 산성화를 감지하는 pH 민감 형광 염료를 사용해 단세포의 젖산 증가를 모니터링한다”고 설명했다.
그는 “1mm 혈액에 있는 수십억 개 혈구 사이에 단일 종양 세포가 존재할 수 있기 때문에 찾기가 매우 어렵지만 새로운 검출 기술은 대사 활성 종양 세포의 수를 분리, 분류할 수 있는 3만8400개 챔버를 가지고 있다”고 말했다.
일단 종양 세포가 이 장치로 확인되면, 유전적 분자적 분석을 받아서 암의 진단과 분류에 도움을 줄 수 있고 개별화된 치료 계획을 세울 수 있다.
순환 종양 세포는 암이 다른 장기로 이동하는 전이의 전조이기도 하며, 이는 암 관련 사망의 90%를 유발한다. 이들 세포를 연구하는 것은 암 전이와 관련해 실마리를 제공할 수 있고, 이는 새로운 치료법의 개발을 도울 수 있다.
기존의 생검 기술은 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 들며 숙련된 전문가에게 의존하기 때문에 임상 환경에서 적용이 제한된다. 새로운 기술은 고급 장비와 훈련된 전문가에 의존하지 않고도 연구와 임상 실험실에서 활용할 수 있게 설계됐다. 따라서 의사들이 실용적이고 비용 대비 효율적 방법으로 암 환자를 진단하고 모니터할 수 있다는 주장이다.
연구팀은 정적인 액적 미세유체 장치에 대한 임시 특허를 출원했으며 제품의 상용화를 계획하고 있다.
연구는 ‘바이오센서와 바이오일렉트로닉스’에 발표됐다. 원제는 ‘Rapid metabolomic screening of cancer cells via high-throughput static droplet microfluidics’.
