[충청뉴스 이성현 기자] 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 바이오융합연구부 홍관수 박사 연구팀과 미국 텍사스대학교 연구팀이 공동으로 종양의 저산소증에 반응해 신호를 발생하는 감응성 바이모달(MRI·광학 혼합) 이미징 프로브를 개발했다고 25일 밝혔다.
고형암에서 주로 나타나는 저산소증은 암 진행과 전이를 일으키는 주원인으로, 이를 제대로 감지하면 보다 유리한 임상결과를 얻을 수 있다. 또 종양 저산소증은 항암치료의 내성과도 연관있는 것으로 알려져 있다.
이에 저산소증이 있는 종양 조직에만 선택적으로 반응해 MRI 또는 광학 영상 신호를 내는 형광 프로브의 개발은 보다 정밀하게 암의 위치와 형태를 감지․식별할 수 있게 해준다는 점에서, 매우 유용한 기술이다.
이번에 개발한 프로브(NO2-Eu)는 이온이 포함된 형태로 합성한 것으로, 저산소 환경하에서 화학교환포화전이(CEST)에 의한 자기공명영상(MRI)과 광학 신호를 발현하도록 했다. 프로브가 저산소증에 의해 활성화되면, NO2-Eu에서 NH2-Eu로 환원돼 발광 신호가 발현되며, 화학교환포화전이로 인해 MRI에서 조영 효과의 증강이 일어나게 된다.
또 프로브는 실험관, 세포 및 생체 수준에서 모두 암세포의 검출이 가능하도록 개발됐다. 프로브 광학 신호가 정상 수준 대비 저산소증 상태에서 약 3배 증가하는 것을 대장암 세포 실험을 통해 관찰했으며, 대장암 세포를 이식한 실험쥐 동물 모델에서는 종양 부위에서 2배 정도 증가하는 것을 CEST MRI 영상으로 확인할 수 있었다.
이번에 개발한 프로브 기술은 실제 생체 환경에서 발생하는 암 발생 부위를 다각적인 관찰 방법으로 정밀 분석할 수 있다는 점에서, 항암제 내성이나 전이가 심한 난치성 암 등의 조기 발견·진단 및 실시간 모니터링은 물론, 암 표적 약물의 반응 분석 및 효능 평가에도 큰 도움이 될 것으로 전망된다.
홍관수 박사(현 바이오융합연구부장)는 “이중모드 개념으로 MRI와 광학 이미징 모두의 장점을 살릴 수 있는 최적화된 프로브를 개발한 것으로, 수용액, 세포 및 동물 모델에서 모두 그 가능성을 확인할 수 있었던 연구결과”라며 “생체 내에서 실시간 암 진단기술 및 암 치료제 개발에 획기적으로 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.
