소규모 나노 크기의 세포 소기관을 이용해 암이 진행될 징조를 포착하는 기술이 연구됐다.

미국 뉴욕에 있는 IBM 왓슨 연구소에서 연구원으로 활동 중인 조슈아 스미스 연구원이 지난해 11월 미국 샌프란시스코에 열린 테드 강연회에서 관련 내용을 전했다.

"당신은 암에 걸렸습니다." 스미스 연구원이 이 말과 함께 강연을 시작했다. "유감스럽지만 우리 중 40%가 살아가면서 이 말을 듣게 될 것입니다. 그 것보다 혹독한 현실은 그 중 절반은 암으로 사망하게 된다는 것입니다"라고 그는 말했다.

실제로 인구의 40%가 암 진단을 받는다고 스미스 연구원이 말했다. 항암치료 과정도 육체적으로 매우 힘든 일이다. 현재 미국 내 항암치료 환자 3명 중 1명은 막대한 치료비용으로 은행 빚을 갖고 생활한다고 밝혔다. 항암치료를 받은 환자들이 일반인보다 파산할 가능성이 2.5배 많다고 했다.

우리를 육체적, 정신적, 재정적으로 힘들게 하는 암을 보다 빨리 발견하기는 어려울까? 스미스 연구원은 그가 연구 중인 새로운 나노기술로 암을 보다 일찍 발견할 수 있다고 말했다.

예를 들어 유방암 1기에서 암이 발견된 경우 5년 생존율이 100%이지만 4기에서 발견된 경우 5년 생존율은 22%에 불과 한다. 대장암과 난소암도 비슷한 생존율을 갖고 있다.

현존하는 암 검사 과정은 몸속의 조직을 떼어낼 뿐만 아니라 비용도 많이 드는데, 검사 결과를 받기까지 시간도 상당히 소요되어 결과를 기다리는 환자입장에서 그 기다림은 고통과도 같다.

이번 연구의 핵심은 엑소좀(exosome)이라고 그는 말했다.

엑소좀은 줄기세포가 분비하는 소포체의 일종이며 암이 발전되기 전에 조기경보를 주는 생체지표다. 엑소좀은 혈액, 소변, 침과 같은 체액에서 체취가능 하기 때문에 몸에 칼을 댈 필요가 없다.

그는 그의 연구소가 사상 처음으로 엠소좀을 자동 분리하는 기술인 나노-DLD(nano-DLD)를 연구하는데 성공했다고 했다.

엑소좀의 지름은 30~150 나노미터로 매우 작으며 적혈구 하나에 수백만개의 엑소좀이 들어있다.

그는 세포와 세포간 정보교환을 위해 엑소좀을 분비한다고 했다. 엑소좀은 나노 소포체로 생리활성을 갖는 다양한 단백진, 핵산, 지질 등을 함유하고 있다고 했다. 암 발전 징조를 포착하려면 세포와 세포간의 커뮤니케이션을 여러 차례 확보해 암 유발 요소가 언제 인체에 영향을 끼칠지 알아야한다.

실제로 지난해 이 원리를 이용해 암 발전 징조를 포착한 사례가 있었다. 하지만 아직 엑소좀을 자동분리하고 정기적으로 분석하는 기계가 없어 실용화되진 않았다고 한다. 현재 엑소좀을 분석하려면 초원심분리 기술로 하는데, 이는 고가의 연구 장비와 경험 많은 연구원이 필요하며 샘플 한 개를 검사하는데 30시간이 걸린다고 했다.

스미스 연구진은 칩형태의 유체 분리 기술을 이용한 측면 방향 변위(Deterministic lateral displacement)를 사용한다고 했다.

스미스 연구진은 소변에서 엑소좀을 얻는다고 했다. 그런 다음 시스템으로 나노크기에 액체를 여러 개의 유선으로 나누는데, 여기서 보통 입자보다 큰 암성분의 입자를 지그재그 모션을 통해 걸러내는 방식을 쓴다.

그는 그의 연구팀이 만든 이 분리기술이 향후 몇 년 안에 실용화 될 것이라고 예측했다. 이 기술이 실용화되면 미래에는 몸에서 채취한 엑소좀으로 암 조짐 여부를 몇 분 안에 알 수 있게 된다. 이 기술로 사람들이 암을 조기 치료받는 것이 연구팀의 꿈이라고 그는 말했다.