DGIST, 딥러닝 기반 진단 기술 개발
[충청투데이 조정민 기자] DGIST 바이오메디컬연구부 연구팀이 혈액 속 암세포에서 나온 엑소좀이라는 작은 입자를 원자힘현미경(AFM)으로 눌러보고 입자의 ‘딱딱함’ 만으로 폐암 유전자 돌연변이를 구별하는 기술을 개발했다.
24일 DGIST에 따르면 이윤희·구교권 선임연구원 연구팀이 비소세포폐암 중에서도 암세포가 가진 유전자 돌연변이에 따라 다른 특징을 가진 세포들에서 엑소좀을 분리해 연구를 진행했다.
이번 연구는 엑소좀을 빠르고 정밀하게 분석할 수 있어 새로운 액체생검 기반 폐암 진단 기술로 발전할 수 있을 것으로 기대된다.
비소세포폐암은 전체 폐암 환자의 85% 이상을 차지하는 가장 흔한 암이지만 초기에는 특별한 증상이 없어 발견이 어렵고 이미 진행된 상태에서 진단되는 경우가 많아 치료가 쉽지 않다.
이 같은 이유로 비소세포폐암은 여전히 높은 사망률을 보이고 있으며 조기에 발견해 치료할 수 있는 새로운 진단 기술 개발이 의료계의 큰 과제로 남아 있었다.
이에 DGIST 연구팀은 원자힘현미경을 이용해 엑소좀 하나하나의 표면 강도, 높이-반지름 비율 등 나노 수준의 물리적 특성을 고해상도로 측정했다.
여기에 엑소좀의 나노역학적 특징을 더 정밀하게 분류하기 위해 AI 기술을 접목했다.
그 결과 A549 유래 엑소좀은 96%라는 매우 높은 정확도로 구별됐고 형광 표지 없이도 엑소좀의 물리적 특성만으로 고정밀 분류가 가능한 차세대 액체생검 플랫폼의 가능성을 제시했다.
이윤희·구교원 DGIST 선임연구원은 “이번 연구는 소량의 엑소좀 샘플을 이용해 특정 유전자 돌연변이를 가진 폐암을 구별할 수 있는 새로운 진단 가능성을 제시했다”며 “향후 임상 시료 검증과 고속 원자힘현미경 플랫폼 접목을 통해 기술의 실용화를 적극 추진할 계획이다”라고 설명했다.
한편, 이번 연구는 바이오메디컬연구부 이윤희, 지능형로봇연구부 구교권 선임연구원이 교신저자, 바이오메디컬연구부 박사후연수연구원 박수현, 컬럼비아대학교 김영규 박사가 공동 제1저자로 참여했다.
연구 결과는 화학 분야의 저명 학술지인 ‘Analytical Chemistry’에 지난 8일자로 온라인에 게재됐다.
조정민 기자 jeongmin@cctoday.co.kr