장기 딱딱하게 굳는 '섬유화증' 초음파로 더 정확하게 진단한다

IBS, 초음파로 탐지해 질병 진단하는 나노기술 개발

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 장기가 딱딱하게 굳는 질환인 인체 조직의 섬유화증을 더 정밀하게 진단할 길을 제시했다.

기초과학연구원(IBS)은 천진우 나노의학 연구단 단장 연구팀이 인체 조직의 경화도를 초음파로 정확하게 탐지해 질병을 진단할 수 있는 나노기술을 개발했다고 17일 밝혔다.

천진우 단장.(사진=기초과학연구원)

초음파는 체외에서 인체 조직 내부를 쉽게 들여다볼 수 있는 의학기술이다. 그러나 조직 경화도 상태를 정확히 볼 수가 없어 새로운 기술 개발이 필요했다.

천진우 단장 연구팀이 개발한 나노 자성·버블은 가스로 채워진 단백질에 자성나노입자가 결합된 나노 구조체로 생체 조직과 다른 물성에 의한 음파 산란을 통해 고성능 초음파 조영제로 작용한다. 특히 나노 자성·버블은 적은 자기장에도 진동이 강한 음파 산란을 발생시켜 기존보다 최소 4~8배 더 밝고 정밀한 초음파 영상을 구현한다.

자기장에 의한 나노 자성-버블의 진동성은 주변 조직의 강도에 따라 변화한다. 따라서 기존 초음파 기술로는 측정하기 어려웠던 생체 조직의 경화도를 의학적으로 중요한 압력 범위인 50 파스칼(압력의 단위로 1제곱미터에 1뉴턴의 힘이 가해질 때의 압력)에서 뛰어난 민감도로 측정할 수 있다.

나노 자성·버블 표면은 높은 생체적합성을 갖도록 개선돼 몸속에서 부작용 없이 생체 조직의 경화도 변화를 오랜기간 추적할 수 있다.

연구진은 이 기술을 활용해 살아있는 생쥐의 조직 경직화와 간 섬유화 발병도 정확히 진단했다. 폐 섬유화를 유도한 오가노이드(인체 유사 장기)의 조직 경화를 측정해 폐 섬유화 진행 상황을 관측하고 치료제 효과도 확인했다.

천진우 단장은 “나노 자성·버블 기술은 경화증을 미연에 방지하는 새로운 의학 진단 플랫폼이 될 것”이라며 “질병 발생과 조직 경화의 관계를 파악하고 새로운 약물 치료제 개발이나 치료 방법을 제시할 수 있다”고 했다.

연구에는 미카엘 샤피로 캘리포니아공대 교수, 조승우 연세대 교수가 참여했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 머티리얼스(Nature Materials)’ 에 17일자로 게재됐다.

나노 자성·버블 모식도.(자료=기초과학연구원)

강민구 (science1@edaily.co.kr)