국내 연구자들이 머리카락의 10만분의 1 크기의 나노(Nano) 입자를 이용해 2mm 크기의 작은 암세포까지 찾아낼 수 있는 기술를 개발했다.

연세대 천진우(화학과)·서진석(영상의학과) 교수팀은 암세포만을 찾아 붙는 초고감도 나노 입자를 개발, 이를 선명한 MRI 영상으로 촬영하는데 성공했다고 26일 밝혔다.

‘지능형 나노 물질 메이오’는 화학과 천진우 교수 연구팀에서 개발했으며, 서진석 교수 연구팀은 MRI 및 의학적인 연구를 수행한 결과 나노 기술과 의학과의 다학제간 연구 쾌거를 이뤘다.

이번 연구결과는 세계적인 학술잡지인 네이처 메디슨지 25일자 인터넷 판에 게재됐다.

연구팀은 첨단 자성설계공법(AME)으로 개발한 10nm(1nm는 10억분의 1m ) 크기의 지능형 나노 입자인 ‘메이오(Magnetism Engineered Iron Oxide)를 유방암과 난소암이 있는 실험용 쥐에 주입한 후, 2mm 크기의 초기 암세포를 MRI 영상으로 촬영했다.

3차원 영상을 구현해 암의 진단과 치료계획 설정시 유용한 MRI 영상은 암세포가 상당히 커진 후에만 발견되는 한계가 있었다.

하지만 이러한 기존 문제점을 이번 연구를 통해 획기적으로 해결했다.

천진우 교수는 메이오의 자성설계공법의 원리에 대해 “산화철인 메이오 입자에 MRI 신호증폭에 가장 민감한 망간을 넣어 생체응용 MRI 신호를 클리오보다 10배 향상 시켰다”고 강조했다.

서진석 교수는 “메이오는 혈관주사로 몸속에 주입하면 암세포만이 내는 특유의 물질(종양특이항원)에 반응하는 항체를 달고 온몸을 돌아다니며 암세포를 찾아내는 자가 탐색 기능을 갖춘 인공지능형 나노 입자”라고 설명했다.

이와 관련해 미국 Harvard대에서 개발되어 MRI의 탁월한 영상진단을 활용하는데 사용된 최신 진단제인 클리오(CLIO)는 그 질환부위에 선명한 영상을 제공치 못하는 단점이 있었다.

동물실험 결과 클리오 주입에서는 보이지 않던 2mm 크기의 암세포 덩어리가 메이오 사용시 선명한 MRI 영상으로 보여줘 조기 암 진단에 획기적인 진전을 가져올 것으로 기대하고 있다.

또 연구진은 세포실험 결과 생체 안정성을 확보해 향후 간암과 폐암 등 암의 모든 분야 뿐만 아니라 뇌졸중과 심근경색증 같은 혈관질환의 조기진단까지 가능할 것으로 기대했다.

아울러 이번 메이오 개발로 세계 각국마다 최우선 투자순위인 나노메디슨 기술을 우리나라가 선점할 수 있는 중요한 계기를 마련해 향후 메이오 상용화를 위한 연구를 더욱 확대할 예정이다.

한편 이번 연구는 한국과학재단의 나노메디컬 국가핵심연구센터(센터장 유경화)와 국가지정 연구실, 보건복지부 국립암센터의 암정복사업단의 지원을 받아 이루어졌으며 개발된 신기술은 현재 국내외 특허출원중이다.