‘섬유화증’ 진단, 앞으로 초음파로 가능할까?

조직검사로만 진단이 가능했던 ‘섬유화증’을 간편히 검사할 수 있는 길이 열렸다. 최근 국내 연구진이 나노기술을 바탕으로 해당 조직을 직접 떼어내 검사하지 않으면서도 섬유화 발생여부를 진단하는 초음파 조영제를 개발했다.

클릭아트코리아

기초과학연구원(IBS)은 17일 천진우 나노의학 연구단장(연세대 화학과 교수) 연구팀이 인체 조직의 경화도를 조직검사를 거치지 않고 몸 밖에서 초음파로 정확하게 탐지해 진단하는 새로운 나노기술을 개발했다고 밝혔다.

해당 연구는 미카엘 샤피로 캘리포니아 공과대학(Caltech) 교수‧조승우 연세대 교수 등과 공동으로 수행됐으며, 국제학술지 '네이처 머티리얼스(Nature Materials)'에 최근 게재됐다.

섬유화란 우리 몸에 존재하는 장기(조직)의 섬유질이 필요 이상으로 형성되면서 단단하게 굳고 뭉치면서 제 기능을 정상적으로 유지하지 못하도록 하는 것을 뜻한다.

특히 동맥경화‧간경화(간경병증)‧만성신장섬유화증은 서로 다른 질환이지만 우리 몸을 구성하는 특정 조직에 ‘섬유화’가 나타난다는 공통점이 있다.

섬유화가 일어난 조직은 영구적인 손상을 일으키는 경우가 많아 조기진단이 매우 중요하다. 그러나 섬유화 여부를 정확하게 확인하는 방법이 해당 조직을 직접 떼어내는 ‘조직검사’가 유일하다는 점에서 경화도(조직이 딱딱해진 정도)를 정확하게 확인하지 못할 때가 많았다.

연구팀은 조직을 떼어내지 않고 섬유화 여부를 확인하기 위해 생체조직과 다른 물성에 특이적으로 작용하는 고성능 초음파 조영제인 ‘나노 자성-버블(이하 MGV)’을 개발했다.

MGV는 가스로 채워진 단백질에 자성을 띄는 나노입자가 결합한 나노 구조체로, 적은 자기장에도 진동이 강한 음파 산란을 일으켜 기존보다 최소 4∼8배 밝고 정밀한 초음파 영상을 구현할 수 있다는 게 연구팀의 설명이다.

연구팀 관계자는 “자기장에 따른 MGV의 진동성은 주변 생체조직의 강도에 따라 변화한다”며 “기존 초음파 기술로는 측정이 어려웠던 생체 조직의 경화도를 의학적으로 중요한 압력 범위인 50Pa(파스칼)∼5kPa에서 뛰어난 민감도로 측정할 수 있다”고 설명했다.

검증 과정에서 연구팀은 살아있는 실험용 생쥐의 조직 경직과 섬유화 발병을 초음파를 통해 진단했으며, 폐 섬유화를 유도한 오가노이드(인체 장기와 유사한 세포)의 조직 경화를 측정, 폐 섬유화의 발병과 진행을 관측하고 치료제 효과를 확인하는 데도 성공했다.

천진우 단장은 "MGV 기술은 치명적 경화증을 사전에 방지하는 새로운 의학 진단 플랫폼이 될 것"이라며 "질병 발생과 조직 경화의 관계를 파악하고 새로운 약물 치료제 개발이나 치료 방법을 제시할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.