“극초기 암도 세포 몇개로 진단한다”

ETRI, 초정밀 현미경 개발
분자 1000조분의 1초 단위 판별

정상 세포 몇 개만 암세포로 전환된 극초기 단계의 암까지도 진단할 수 있는 현미경이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 혈액이나 조직에서 세포가 움직이며 내뿜는 빛을 분석해 미세한 차이를 감지할 수 있는 기기다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 펨토초 단위로 분자들의 움직임을 판별할 수 있는 ‘발광다이오드 결합 펨토초 레이저 현미경(CARS)’을 개발했다고 19일 밝혔다. 1펨토초는 1000조분의 1초다. 그만큼 미세한 차이를 가려낼 수 있다는 뜻이다.

현재 암을 진단하기 위해서는 컴퓨터단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI) 촬영을 한 뒤 이를 판독해야 한다. 특히 종양이 일정 수준 이상으로 커진 후에나 진단할 수 있어 조기 치료가 어려운 경우가 많다. 연구진은 “CARS가 상용화되면 암세포가 몇 개만 생겨난 상황에서도 실시간으로 진단할 수 있어 조기 치료가 가능해질 것”이라고 설명했다.

펨토초 레이저 현미경은 ‘라만 분자 진동’의 원리를 이용한다. 특정 물질(시료)에 빛을 쏴주면 물질을 구성하는 가장 작은 단위인 분자가 진동하면서 여러 종류의 빛이 나온다. 시료에 따라 뿜어져 나오는 빛의 종류도 달라진다. 펨토초 레이저 현미경은 이 빛을 분석해 거꾸로 시료의 성분을 유추한다.

연구진은 충남대 의대 병리학과와 협업해 정상 세포와 종양 세포 간의 성분 차이가 크게 나타나는 것을 확인했다. CARS로 관찰했을 때 정상 세포와 차이가 나는 빛이 발견되면 암세포라고 볼 수 있다는 의미다.

이번 연구는 펨토초 레이저 현미경을 국산화했다는 점에서도 의미가 있다. 기존 상용화된 펨토초 레이저 현미경은 모두 미국이나 유럽에서 개발됐다. 연구진은 시제품 개발까지는 6개월 정도가 걸릴 것으로 보고 있다.

최지원 기자 jwchoi@donga.com