생명연구원, 체액 통한 '고감도 암 진단 플랫폼' 개발

'SCOPE' 진단 플랫폼, 40분 내 PCR 검사 보다 정확한 진단

성균관대-미국과 공동 연구, 국내 기업과 휴대용 장비로 고도화

[대전=뉴시스] 세포 외 소포체 내 돌연변이 유전자를 신속·정확히 검출할 수 있는 CRISPR 기반의 'SCOPE' 기술 모식도. 생명공학연구원이 성균관대, 미국 연구진과 공동 개발했다.(사진=생명연구원 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 한-미 공동연구진이 mRNA(메신저 RNA)를 이용해 암을 신속하고 정확하게 진단할 수 있는 기술을 개발했다.

한국생명공학연구원은 바이오나노연구센터 강태준 박사팀이 성균관대학, 매사추세츠 종합병원(MGH), 하버드 의과대학(HMS)과 함께 체액에 존재하는 바이오마커 검출성능을 획기적으로 향상시킨 암 진단 플랫폼 'SCOPE(Self-amplified and CRISPR-aided Operation to Profile Extracellular Vesicles)'를 개발했다고 5일 밝혔다

이번에 개발된 플랫폼은 암 관련 유전자 돌연변이를 정밀하게 관찰해 암 조기진단이나 치료반응 모니터링, 종양 재발 가능성을 평가하는 데 활용될 수 있다.

액체 생체검사법은 혈액이나 소변과 같은 체액에 존재하는 바이오마커를 이용해 암을 진단하고 모니터링하는 방식이다.

종양세포가 증식, 사멸 등 변화하는 과정에서 분비하는 특정 DNA나 RNA 등의 유전물질을 검출하는 것으로 기존 조직 생체검사법이나 영상진단법보다 간편하다.

액체 생체검사법에서 정확하게 암을 진단키 위해선 체액 내 바이오마커를 정밀히 탐지해야 하지만 양이 매우 적어 그동안 임상 적용이 어려웠다.

이번에 공동연구팀이 개발한 SCOPE는 종양세포가 방출하는 세포 외 소포체(EVs)의 mRNA를 크리스퍼 유전자가위(CRISPR-Cas13a)를 이용해 대폭 증가시켜 감지하는 방법이다. 이를 통해 양적 한계를 극복했다.
 
개발한 진단 플랫폼을 동물모델에 적용해 극소량(40㎕)의 세포 외 소포체 샘플만으로도 초기 폐암을 진단해냈고 대장암 환자의 샘플에서는 기존 PCR 검사보다 높은 민감도와 특이도로 암 돌연변이 유전자를 검출, 임상 적용 가능성을 확보했다.

특히 SCOPE 플랫폼은 16개의 샘플을 동시에 처리할 수 있고 결과도 40분 만에 얻을 수 있다. 연구팀은 국내 분자진단 전문기업 ㈜레보스케치와 협력해 소형화를 추진, 복잡한 장비없이도 의료현장이나 연구현장에서 간편하게 활용할 수 있도록 했다.

공동 연구책임자인 하버드 의과대학 이학호 교수는 "SCOPE는 소량의 혈액만으로도 기존 영상진단 이전에 종양의 분자적 변화를 확인할 수 있다"고 소개했다.

이번 연구 결과는 지난달 7일 국제 저널인 'Nature Biotechnology(IF 33.1)' 온라인 판에 게재됐다.(논문명:Amplifying mutational profiling of extracellular vesicle mRNA with SCOPE/교신저자:생명연 강태준 박사, MGH Cesar M. Castro 교수, 하버드 의과대학 이학호 교수/제1저자:성균관대 송자연 교수)
     
연구를 이끈 강태준 박사는 "SCOPE는 기존 방법으로는 어려운 주요 암 돌연변이를 전례 없는 수준의 민감도로 검출할 수 있는 효율적인 시스템"이라며 "여러 암 관련 바이오마커를 간소화된 방법으로 감지해 암 진단과 모니터링 현장에서 신속한 의사결정을 지원할 수 있을 것"이라고 말했다.


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