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피 한 방울만으로 약 10분 안에 혈관질환 관련 신호를 잡아낼 수 있는 새로운 진단 플랫폼이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
특히 복잡한 전처리 과정을 거치지 않고 혈액 속에서 질병 정보를 담고 있는 마이크로RNA(miRNA)를 직접 분석할 수 있어 향후 응급환자 신속 진단과 혈관질환 정밀의료에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
서울아산병원 안과 이준엽 교수와 대구경북과학기술원(DGIST) 화학물리학과 홍선기 교수 공동연구팀은 세포외소포 분자진단 플랫폼 ‘SAFE’를 개발했다고 18일 밝혔다.
세포외소포는 세포가 분비하는 수십~수백 나노미터 크기의 입자로, 질병과 관련된 단백질과 핵산, 마이크로RNA 등을 담고 있어 차세대 액체생검의 주요 바이오마커로 주목받고 있다.
하지만 기존에는 혈액에서 세포외소포를 별도로 분리한 뒤 RNA를 추출하는 등 여러 전처리 과정을 거쳐야 해 분석에 시간이 걸리고 전문 장비가 필요하다는 한계가 있었다.
연구팀이 개발한 SAFE는 초음파를 이용해 리포좀과 세포외소포를 빠르게 융합시키는 플랫폼이다. 이를 통해 세포외소포 내부에 분자 비콘을 전달하고, 별도의 RNA 추출 과정 없이 마이크로RNA를 직접 검출할 수 있도록 했다.
연구팀에 따르면 이 플랫폼을 이용하면 혈장 속 마이크로RNA를 약 10분 만에 분석할 수 있다.
연구팀은 임상 적용 가능성을 확인하기 위해 심혈관질환 환자 20명과 건강인 15명의 혈장을 분석했다.
그 결과 심근 손상과 관련된 대표적인 마이크로RNA인 miR-133a와 miR-208a를 각각 약 91.4%의 진단 정확도로 검출하는 데 성공했다.
연구팀은 특히 응급실 등 신속한 판단이 필요한 의료 현장에서 이 기술을 활용할 경우 심혈관질환을 빠르게 선별하는 데 도움이 될 것으로 기대하고 있다.
또한 심혈관질환뿐 아니라 암과 신경퇴행성질환, 안과질환 등 세포외소포와 마이크로RNA가 질병의 상태를 보여주는 다양한 질환으로 활용 범위를 확대할 가능성도 있다고 설명했다.
이준엽 서울아산병원 안과 교수는 “이번 연구로 복잡했던 세포외소포 분석을 단 10분 만에 수행할 수 있는 기술을 개발했다”며 “SAFE 플랫폼이 향후 실제 진료 현장에서 환자의 질환을 신속하고 정확하게 진단하고 치료 결정 과정에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
홍선기 DGIST 화학물리학과 교수는 “SAFE 플랫폼은 세포외소포를 분리하거나 RNA를 추출하지 않고도 혈장에서 직접 마이크로RNA를 분석할 수 있는 간편한 분자진단 기술”이라며 “향후 다양한 질환을 대상으로 임상 검증을 확대해 의료현장에서 활용할 수 있는 차세대 진단 플랫폼으로 발전시켜 나가겠다”고 말했다.
이번 연구 결과는 나노과학·바이오소재 분야 국제학술지 ‘스몰(Small)’ 최신호에 게재됐으며, 연구 우수성을 인정받아 표지 논문으로 선정됐다.
