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건강

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암을 감지하는데 사용될 수 있는 자성을 띤 전선

<KISTI의 과학향기> 제3194호

새 연구에 따르면, 드물고 포획하기 힘든 종양 세포를 잡는데 자성을 띤 전선을 이용하는 것이 초기 암을 감지하는데 효과적이고 신속한 전략이 될 수 있을 것이다.
 
몸의 어딘가 종양이 있다면 종양 세포가 혈류에 떠다니고 있을지도 모른다. 그 전선을 정맥으로 밀어 넣으면 그러한 혈류에 떠다니는 종양 세포에 들러붙도록 조작된 특별한 자성 나노입자를 끌어당긴다. 이들 종양 세포들이 자성을 띠게 되기 때문에, 냉장고에 가족 사진을 붙이는 것과 같은 힘을 이용해서 그 전선은 자유롭게 흐르는 혈류로부터 그 세포들을 끌어당길 수 있다.
 
지금까지 돼지에서만 사용되었던 그 기술은 현재 혈액을 기반으로 하는 암 감지 방법들보다 10~80배 더 많은 종양 세포들을 끌어당겨서, 암을 더 초기에 잡아낼 수 있는 강력한 도구가 될 수 있을 것이다. 그 기술은 또한 의사가 특정한 항암 치료에 대한 환자의 반응을 평가하는 것을 도울 수도 있을 것이다:만약 그 항암 요법이 효과가 있으면, 혈액 중의 종양 세포의 수준은 그 세포가 죽고 종양으로부터 떨어져 나올 때 높아지고 종양이 줄어들면서 낮아질 것이다.
 
지금 그 연구자들은 암-감지 방법으로서 그 전선에 집중하고 있지만, 그 응용은 훨씬 더 넓어질 수 있을 것이다.
 
혈액 중에 관심을 가지는 세포나 분자들이 있는 다른 질병에서도 쓸모가 있을 것이다. 예를 들어, 세균 감염이나 순환하는 종양 DNA, 또는 염증의 원인이 되는 희귀한 세포를 검사하고 있다면, 그 전선과 나노입자들이 그 신호를 강화해서 그 질병이나 감염을 감지하는 것을 돕는다.
 
종양에서 떨어져 나와 혈류를 따라 움직이는 세포들, 즉 순환하는 종양 세포들은 그 질병의 존재를 신호로 알려주는 암의 생물표지의 역할을 할 수 있다.
 
순환하는 종양 세포들은 종종 매우 희귀한데, 보통 채혈은 성인에서 약 5리터에 달하는 전체 혈액 부피에서 겨우 몇 밀리리터만 취하기 때문에, 그 표본에 하나도 포함되지 않을 수도 있다.
 
자성 전선은 다르다. 새끼 손가락 정도의 길이에 종이 클립의 두께인 그 전선은 나노입자와 함께 효과적으로 자성화될 수 있다. 그 나노입자들은 순환하는 종양 세포들에 들러붙는 항체를 포함한다. 일단 떠다니는 종양 세포와 나노입자가 묶이면 그 세포는 그 작은 자석을 주변에 끌고 다니게 되고 그 세포-자석 복합체가 그 전선을 지나치게 되면 자력에 의해서 혈류의 정상적인 경로에서 벗어나서 그 전선에 붙게 된다. 그 다음에 정맥으로부터 그 전선을 제거해서 분석을 위해서 그 세포들을 떼어낸다.
 
그 연구자들은 아직 미국 FDA의 승인을 위해서 서류를 제출해야 하기 때문에 아직 사람에서 그 전선을 시험해보지는 않았지만, 돼지의 귀 근처에 있는 정맥에 그 장치를 넣어서, 돼지에서 성공적으로 시험했다. 그 정맥은 사람의 팔에 있는 정맥과 매우 비슷하다. 5 밀리미터의 혈액 표본과 비교할 때, 그 자성 전선은 10-80배 더 많은 암 세포를 추출했다; 다른, 상업적으로 시용가능한 전선을 기반을 하는 감지 기법과 비교해서, 그 전선은 500에서 5000개 더 많은 종양 세포들 잡아냈다.
 
그들은 그 전선이 20분 동안에 조사할 수 있는 것에 맞추려면 약 80통의 채혈이 필요할 것이라고 추정했다. 한 사람에서 80통의 혈액을 제거하는 것은 실용적이지 않다. 이 접근법이 감지 능력을 강화하고 이들 순환 종양 세포가 얼마나 희귀한지, 그리고 암이 있을 때 얼마나 빨리 그런 세포가 생기는지를 이해하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.
 
그 기술은 또한 생검하기 어려움 부위에 있는 종양에 대한 유전 정보를 모으거나 종양 치료의 효과에 대한 정보를 제공하는데 사용될 수도 있을 것이다. 그 자성 전선 자체가 치료법으로 발전하게 될지도 모른다.
 
그 전선이 암 세포들 매우 잘 붙들도록 만들 수 있다면, 그 전선을 장기적으로 넣어두는 응용법을 고려할 수도 있다. 그런 식으로 그 전선은 암 세포를 붙드는 여과기의 역할을 해서 암이 몸의 다른 부분으로 퍼지는 것을 막을 수 있다.

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