▲ 백선하, 조동우, 정영훈, 이희경 교수

우리나라 연구진이 난치성 뇌암을 치료할 수 있는 기술을 발표, 관심이 집중되고 있다.

서울대병원 신경외과 백선하·포항공대 기계공학과 조동우 교수팀은 항암 치료로 증세가 호전된 환자와 암이 악화된 환자군을 대상으로 각각 암세포를 분리한 후 3D 세포 프린팅 기술을 이용해 특수 제작된 칩에 세포를 배양한 결과, 칩 내부에서 기존 항암 치료와 동일한 암 세포 치료 반응을 재현했다고 밝혔다.

연구팀은 먼저 인공 조직이나 인공 장기를 제작할 수 있는 3D 바이오프린팅 기술을 적용해 뇌암의 가장 흔한 형태인 교모세포종의 환경을 칩 형태로 동일하게 구현했다. 산소 투과성이 있는 실리콘으로 칩의 벽을 프린팅하고 그 안에 환자의 몸에서 추출한 교모세포종과 사람의 혈관세포로 이루어진 바이오잉크를 순차적으로 프린팅해서 동심형 고리구조를 제작했다.

교모세포종의 환경을 모사한 칩에 세포를 프린팅해 배양한 결과, 전통적인 체외 세포 배양으로 확인할 수 없었던 세포종의 병리학적 특징이 칩에서 재현됐다. 그리고 항암 치료 효과가 양호했던 환자들에게서 분리한 3종의 교모세포종으로 제작한 칩들은 암세포 생존률이 약 40%이하였던 반면에, 암이 악화된 환자들에게서 분리한 4종의 교모세포종으로 제작한 칩들은 암세포 생존률이 약 53% 이상이었다.

또한 같은 대상의 위 교모세포종 칩에 기존의 단일 약물을 사용하는 표준치료법을 시험한 칩은 약 54%의 암세포 생존율을 보인 반면, 최적 약물 조합을 시험한 칩은 암세포 생존률이 23%까지 떨어졌다.

이는 향후 뇌암 치료에 있어서 환자별로 맞춤형 항암제 조합을 찾아내는데 세포 프린팅 기술을 유용하게 사용할 수 있음을 확인한 성과다.

이 논문의 공동 1저자는 포항공대 기계공학과 이희경 박사와 경북대학교 기계공학부 정영훈 교수다.

이번 연구는 3D 프린팅으로 복잡한 교모세포종 특징 모사가 가능한 것으로 앞으로 다양한 암 칩 개발에 기술을 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구는 3월18일 국제학술지인 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)에 게재됐다.