차세대 진단 기술이 국내 연구진에 의해 개발돼 의료기기 상용화 기대감을 높이고 있다.

29일 업계에 따르면 국내 연구진이 혈액 엑소좀으로 과민대장증후군 진단, 혈관 협착증 실시간 모니터링, 노년 알츠하이머치매 예측 기술 등을 개발하는데 성공했다.

한국한의학연구원 박기선 박사팀은 최근 경희의료원 김진성·하나연 교수팀과 함께 혈액 속 엑소좀을 바이오마커로 활용해 진단키트 시작품을 제작했다.

과민대장증후군(IBS)은 만성적이고 반복적인 복통, 설사 또는 변비가 나타나는 난치성 위장장애로, 방치할 경우 만성 장 질환으로 발전할 수 있어 조기 진단과 적기 치료가 중요하다.

하지만 아직 과민대장증후군 진단을 위한 바이오마커(질병의 진행 정도를 진단하는 생물학적 지표)가 개발되지 않아 환자의 병력에 의존하거나 증상을 바탕으로 진단할 수밖에 없었다.

엑소좀은 체내 세포가 정보 교환을 위해 분비하는 ㎚(나노미터·10억분의 1ｍ) 크기의 세포외소포로, 환자의 병리적 상태를 판단하는 지표가 된다.

연구팀은 정상군과 과민대장증후군 환자 각각 30명씩 혈중 엑소좀을 분리한 뒤 마이크로RNA(생물 유전자 발현을 제어하는 역할을 하는 RNA, 즉 리보핵산의 일종)를 분석, 14종의 마이크로RNA 가운데 만성 장 질환을 유발할 가능성이 높은 6종을 바이오마커로 개발했다.

연구팀에 따르면시제품 키트를 활용해 예후를 판단할 수 있고 증상의 중증 정도를 정량적으로 비교할 수 있다.

연구팀은 과민대장증후군 환자 60명을 모집해 추가 임상 연구를 진행할 예정으로 진단키트의 정확도를 높이고 엑소좀 마이크로RNA의 분자생물학적 원리를 밝히는 데 기여할 것으로 기대했다.

경희대학교 화학공학과 박범준 교수팀은 최근 혈관 내부의 스트레스를 실시간으로 감지하는 형광센서를 개발해 혈관 협착증과 같은 질환 연구에 새로운 길을 열었다.

연구팀은 공류 미세 유체 방법을 이용해 폴리다이아세틸렌(PDA) 입자를 제작했다.

이 입자는 외부 자극을 받으면 색이 변하고 빛을 내는데 연구팀은 이 특성을 이용해 혈관과 비슷한 환경에서 기계적 압력이 어떻게 작용하는지 형광 현미경을 이용해 분석했다.

유체 흐름에 따른 기계적 응력이 입자의 색 변화를 어떻게 일으키는지 측정했고 그 결과를 정량화했다.

연구 결과는 특정 신체 부위의 문제를 모사해 기계적 스트레스를 효과적으로 측정하고, 시각화할 수 있어 인체 내 접근하기 어려운 다양한 부위에서 활용될 전망이다.

한국뇌연구원 인지과학연구그룹 이동하 선임연구원은 최근 아주대학교병원 정신건강의학과 홍창형·손상준·노현웅 교수팀과 함께 멀티모달 뇌영상 백질 패턴 분석을 통해 노년층의 알츠하이머치매를 예측할 수 있는 새로운 진단기술을 개발했다.

연구팀은 한국인체자원은행사업 '혁신형 만성뇌혈관질환 바이오뱅킹 컨소시엄'을 통해 확보한 인체 자료를 활용해, 454명 뇌 MRI와 아밀로이드 PET 데이터를 바탕으로 백질 패턴을 파악했다.

이어 연구팀은 백질 패턴과 개인간 변동성(WM-ISV)에 초점을 맞춰, 개인 뇌 전체 백질을 3차원 공간모형인 복셀로 재구성했다.

휴먼커넥톰프로젝트 뇌지도 360개 뇌기능 영역을 보여주는 연결분포 지도를 활용하여 심층 분석을 수행했다.

이를 통해 연구팀은 인지 및 기능 장애를 보다 정확히 분류할 수 있도록 MRI와 아밀로이드 PET을 결합한 앙상블 모델을 만드는데 성공했다.

연구팀은 이렇게 추출된 고도화 백질 패턴만을 활용해 인지장애 여부를 88%이상 예측하는데 성공했고, 치매여부를 77%이상 예측하는데 성공했다. 또 백질 패턴의 개인 간 변동성은 다양한 퇴행성 뇌질환 바이오마커 및 인지기능 수준과 밀접한 관련이 있음을 밝혔다.

연구팀은 인지장애 여부 및 치매 여부를 판단하는데 백질의 고도화 패턴 분석 기술을 활용해 접근했다는 점이 새로운 지점으로 향후 치료 반응성 예측 등과 같은 백질을 활용한 노화 연구에 유용한 분석 기술로 발전시킬 수 있기를 기대했다.