암이 혈관 영양분 뺏는 과정 관찰해 암 잡는다

유방암 세포가 주변 혈관에서 영양분과 산소를 빼앗기 위해 확장되는 이미지

미국 국립보건원 제공

국내 연구진이 암세포와 혈관의 상호 작용을 실제 인체 환경처럼 정밀하게 모사하고 실시간으로 분석할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다.

울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 연구팀은 암세포와 혈관 사이의 상호작용을 대량으로 실시간 분석할 수 있는 미세 유체칩 ‘ODSEI 칩’을 개발했다고 10일 밝혔다. 환자 맞춤형 항암제 개발에 새로운 전기를 마련한 것으로 평가받는 이번 연구는 재료 과학 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 4월 3일 자 표지논문으로 실렸다.

암세포는 정상세포보다 비정상적으로 빠르게 성장하는데, 이 과정에서 많은 영양분과 산소가 필요하다. 이 때문에 주변 혈관 세포를 자극해 영양분을 약탈한다. 암 조직의 항암제 내성 메커니즘을 밝히고 효과적인 치료 전략을 세우기 위해서는 암과 혈관의 상호작용을 이해하고 실시간 관찰하는 것이 중요한 이유다.

연구팀이 개발한 ODSEI 칩은 1000개 이상의 암 덩어리를 혈관 세포와 함께 배양해 분석하는 장치로, 기존의 폐쇄형 시스템과 달리 개방형 구조로 설계됐다. 특정 시점에 원하는 암 덩어리만 회수해 유전자 분석을 할 수 있어, 암세포가 혈관과 상호작용하며 내성을 획득하는 경과를 추적할 수 있다.

연구팀은 이 기술로 유방암 치료제 타목시펜의 내성 발생 과정을 추적했다. 그 결과, 단일 세포 RNA 시퀀싱과 단백질 분석을 통해 혈관 약물 전달 효율을 높일 수 있는 바이오마커인 IL-8, TIMP-1을 찾아내고, 이 물질들이 암세포의 생존 신호를 활성화하고 치료제에 대한 반응을 억제함으로써 암세포가 약물 내성을 보이는 과정을 밝혀냈다.



연구를 이끈 조윤경 UNIST 교수는 “이번에 개발한 ODSEI 칩의 가장 큰 장점은 다수의 종양 덩어리를 혈관 내피세포와 효율적으로 배양해 치료를 위한 표적 발굴과 맞춤형 항암제 개발과 효능 평가에 활용할 수 있다는 것”이라고 말했다.

유용하 과학전문기자