[쿠키과학] '체액으로 암 정밀 진단하는 기술' 생명연 'SCOPE' 개발

16개 샘플 동시 처리, 40분 만에 결과 제출
유전자가위로 mRNA 증폭, 고감도 암 진단 플랫폼
혈액, 소변 바이오마커 이용 모니터링

기사승인 2024-11-05 16:29:04

유전자가위 기반 고감도 암 진단 플랫폼 'SCOPE' 개발 모습. 한국생명공학연구원

한-미 공동연구진이 체액의 mRNA를 증폭해 암을 신속 진단하는 기술을 개발했다.

한국생명공학연구원(이하 생명연) 바이오나노연구센터 강태준 박사팀은 매사추세츠종합병원(MGH), 하버드의대(HMS), 성균관대 등과 공동연구로 체액에 존재하는 바이오마커 검출성능을 획기적으로 높인 진단플랫폼 ‘SCOPE(Self-amplified and CRISPR-aided Operation to Profile Extracellular Vesicles’를 개발했다고 5일 밝혔다.

이번에 개발한 플랫폼은 암관련 유전자 돌연변이를 정밀 관찰해 조기진단, 치료반응 모니터링, 종양 재발 가능성 평가 등에 널리 활용될 수 있다.

세포 외 소포체 내 돌연변이 유전자를 검출하는 CRISPR 기술 기반 진단 ‘SCOPE’ 개발 모식도. 한국생명공학연구원

기존 액체 생체검사법은 혈액이나 소변 등 체액에 존재하는 바이오마커를 이용해 암을 진단하고 모니터링한다. 이는 종양세포가 증식, 사멸 등 변화 과정에서 분비하는 특정 DNA나 RNA 등의 유전물질을 검출하는 방식으로, 기존 조직생체검사법이나 영상진단법보다 간편한 게 장점이다.

그러나 액체 생체검사법으로 정확한 진단을 하려면 체액 내 바이오마커 정밀 탐지가 필요하지만 그 양이 매우 적어 그동안 임상 적용이 어려웠다.

공동연구팀이 개발한 SCOPE는 종양세포가 방출하는 세포 외 소포체의 mRNA를 크리스퍼 유전자가위로 대폭 증가시켜 감지함으로써 기존 한계를 극복했다.

연구팀은 개발한 진단 플랫폼을 동물모델에 적용해 40㎕의 극소량 소포체 샘플로 초기 폐암을 진단했고, 대장암 환자의 샘플로는 기존 PCR검사보다 높은 민감도와 특이도로 암 돌연변이 유전자를 검출해 임상적용 가능성을 높였다.

특히 SCOPE 플랫폼은 16개 샘플을 동시 처리할 수 있고, 결과도 40분 만에 제공한다.

아울러 연구팀은 국내 분자진단 전문기업 ㈜레보스케치와 협력해 이를 소형화함으로써 기존 복잡한 장비 없이 의료현장이나 연구현장에서 간편하게 활용할 수 있도록 개선했다.

국내 분자진단 전문기업과 협력해 개발한 휴대용 진단장비. 한국생명공학연구원

이번 연구를 주도한 생명연 강태준 박사는 “SCOPE는 기존 방법으로는 어려운 암 돌연변이를 높은 민감도로 검출하는 효율적 시스템”이라며 “여러 암 관련 바이오마커를 간소화 방법으로 감지해 진단과 모니터링 현장에서 신속한 의사결정을 지원할 수 있을 것”이라고 설명했다.