『암(癌)』... 더 이상 "공포의 대상" 아니다

『암(癌)』... 더 이상 "공포의 대상" 아니다

- 표준과학연, 조기진단용 ‘CARS 현미경’ 개발 중 - 세포 수준에서 암세포 찾아낼 수 있는 기술 개발 중

신동재 주간 , 2009-04-23 오후 3:56:45

『암(癌)』... 더 이상 공포대상이 아니다 위 내시경이 보편화되고 위암을 조기에 발견할 수 있게 되면서 위암으로 인한 사망자 수가 급격히 줄었다. 위 속을 눈으로 볼 수 있다는 것만으로도 위암의 위험에서 많이 벗어난 것이다. 그러나 암 덩어리가 눈에 보일 만큼 크지 않으면 안 된다. 때문에 보이지 않는 암 세포를 판별하기 위한 조치로 조직을 떼어내 검사해야만 했는데, 이처럼 조직을 떼어내지 않고, 암을 세포 수준에서 바로 판별할 수 있는 기술이 한국표준과학연구원 미래융합기술부에서 개발되고 있다.

- 'CARS 현미경' 을 이용한 생체조직 관찰 실험 장면 분자 수준, 세포 수준에서 암세포를 찾아낼 수 있는 기술을 개발 중에 있는데, 표준과학연구원이 개발 중인 ‘CARS 현미경’ 이 바로 그것이다. 일반적으로 생체조직을 자세히 관찰하기 위해서는 조직체에 염색이나 형광물질을 투입해야만 한다. 그런데 이런 형광물질은 독성을 가지기 때문에 생체조직에 사용이 극히 제한적이다. ◆ 암뿐만 아니라 동맥경화 조기진단도 가능 그러나 비선형 광학레이저 이미징(영상) 기술 중의 하나인 ‘CARS 현미경’ 은 아무런 형광물질을 사용하지 않아도 생체를 관찰할 수 있기 때문에 안전하다. 또한 세포보다 작은 크기를 볼 수 있을 만큼 해상도가 높고, 3차원으로 관찰할 수 있다는 점에서 기존의 여러 이미징 기술보다 매우 우수하다는 평가를 받고 있다. 이 기술을 활용할 경우 암을 몸속에서 세포 수준에서 발견할 수 있기 때문에 정기 진단만 이루어진다면 암은 더 이상 공포 대상이 될 수 없다. 암뿐만 아니라 조기진단이 매우 어려웠던 다른 질환에도 적용이 가능하다. 동맥경화는 혈관 내벽에 지질이 달라붙어 혈액을 잘 흐르지 못하게 하는 질병이다. 동맥경화의 발생 여부는 혈관이 두꺼워진 후에야 알 수 있다. 그런데 ‘CARS 현미경’ 은 혈관에 지질이 쌓이는 과정을 볼 수 있기 때문에 동맥경화가 발생하기 전에 미리 알 수 있다. 한국표준과학연구원 문대원 박사 연구단은 ‘CARS 현미경’ 을 이용, 쥐의 혈관에서 동맥경화가 진행되는 과정을 3차원 입체영상으로 관찰하는 데 성공했다. ‘CARS 현미경’ 은 또 염색이나 형광물질 없이 생체 세포를 관찰할 수 있기 때문에 신약개발을 위한 도구로 사용이 가능하다. 생체에 투입된 약물이 세포 수준에서 어떻게 반응하는가를 볼 수 있기 때문에 빠른 시간에 약효를 판별할 수 있다. 신약개발에서 전 임상시험에 막대한 돈과 시간이 소요되는 문제를 해결할 수 있는 중요한 기술이라고 할 수 있다. ◆ 헬멧 통해 뇌 움직임을 자기장으로 측정 표준과학연구원 측은 ‘CARS 현미경 기술’ 이 세계 선도그룹 수준이라고 말했다. 연구원에서는 ‘CARS 현미경’ 을 내시경 형태로 개발하려는 노력을 기울이고 있는데, 이를 위해 레이저빔을 인체 내부에 쏘인 후 특수 광섬유를 활용, 영상신호를 받아들이는 기술을 개발 중인 것으로 알려졌다. 생체세포 진단기술을 기반으로 하는 질병의 조기진단 기술은 곧 수명연장으로 이어진다. 더 안전하고, 더 정밀하고, 더 정확한 진단결과는 인류의 염원인 무병장수의 꿈을 상당 수준 앞당길 가능성을 말해주고 있다. 표준연구원 측이 ‘CARS 현미경’ 기술에 대해 큰 기대를 걸고 있는 이유가 거기에 있다.

- 뇌자도 장치 ‘CARS 현미경’ 과 함께 ‘뇌자도 장치’ 역시 주목받고 있는 표준과학연구원의 기술 중 하나다. 사람의 뇌는 수많은 뇌신경세포로 구성되어 있다. 뇌의 활동은 뇌신경 세포에 흐르는 전기(전류)에 의해 이루어진다. 따라서 뇌신경전류를 측정하면 뇌의 기능과 활동상황을 알 수 있다. 뇌신경전류에 의해 만들어지는 자기장을 측정하는 장치가 ‘뇌자도 장치’ 이다. ‘뇌자도 장치’ 란 사람이 소리를 듣거나 사물을 보거나 무엇을 만질 때 뇌의 움직임을 찍는 사진기라고 할 수 있다. 이 장치를 활용하면 사람이 보고, 듣고, 생각하고, 학습하고, 판단하고, 활동할 때 뇌의 활동을 관찰할 수 있다. 또한 사람이 좋아하는 사물을 볼 때와 싫어하는 사물을 볼 때 뇌의 활동을 알 수 있어 그 활용 분야가 무궁무진하다고 할 수 있다. 특히 뇌자도 기술은 인체에 전혀 해가 없기 때문에 반복적으로 사용 가능하다. 그래서 태아, 신생아, 소아의 뇌기능 상태의 진단에도 사용할 수 있다. ◆ 옷 입은 상태에서 심장활동 정밀측정 뇌자도 장치를 개발하기 위해서는 미세한 자기신호를 초고감도로 감지할 수 있는 초전도 센서, 저 잡음 구동회로, 냉각장치, 자기차폐, 신호처리 및 분석 소프트웨어, 뇌기능 해석 등의 다양한 분야의 첨단 기술이 필요하다. 그동안 표준과학연구원에서는 뇌자도 장치의 핵심인 스퀴드 센서의 원천기술을 확보했다. 헬멧형 센서에 필요한 다른 기술들도 자체 개발했다. 이 기술들을 활용한 뇌자도 장치는 기존 방식을 개선한 제2세대 방식으로, 기존 방식보다 약 10배 이상 우수하다는 평가를 받고 있으며, 그 기술력을 인정받아 뇌자도 장치를 해외에 판매한 바 있다. 뇌자도와 같은 원리가 적용되지만 심장의 활동을 측정하는 ‘심자도 장치’ 도 개발했다.

- 심자도 시스템의 센서장치 심장근육의 수축과 이완이 반복적으로 유지되기 위해서는 심장근육 세포에 전기가 잘 흘러야 한다. 심장근육 세포에 흐르는 전류에 의해 발생되는 자기장을 측정하면 심장의 기능을 알 수 있는데 이것이 ‘심자도 장치’ 이다. 심자도는 심전도와는 달리 옷을 입은 상태에서 측정이 가능하다. 그리고 인체에 해가 없기 때문에 뇌자도 장치처럼 반복 사용이 가능하다. 심자도 장치는 심장에서 부정맥을 일으키는 위치나 심근허혈의 여부와 위치를 알아내는 데 사용될 수 있다. 심자도 장치 역시 해외에 판매되었으며, 국내 대학병원에 설치해 임상자료를 수집하는 데 사용되고 있는 중이다. [ 기사자료 : 사아언스타임즈 이강봉 편집위원 ]