📌자기소개 및 본 연구 기관에 대해 소개 부탁드립니다.
KAIST 기계공학과에서 세포역학과 기계생물학 분야를 연구하고 있는 신현정 교수입니다.
우리 몸 안에는 다양한 힘이 존재하고, 또 세포들은 여러 물리적인 자극을 받게 되는데,
바로 이런 자극에 세포들이 어떻게 반응하는지, 그리고 어떤 상황에서 정상 세포가 병든 세포로 바뀌게 되는지에 관심을 갖고 있습니다.
특히 여러 질병들은 보통 그 상태를 보여주는 유전자나 단백질 수준의 '마커'나 '지표'라는 게 있습니다.
저희는 여기서 더 나아가, 암의 진단이나 평가에 좀 더 직관적이고 효율적으로 쓰일 수 있는 '역학지표'를 개발하는 연구에 집중하고 있습니다.
현재는 한미 공동연구지원사업의 하나로, 국내에서는 국립암센터와 세종대학교, 미국에서는 브라운 대학의 이안 웡(Ian Wong) 교수님, MIT의 밍 구오(Ming Guo) 교수님, 브로드 연구소의 블랑쉬 입(Blanche Ip) 박사님 등과 함께 팀을 이루고 있습니다.
저희는 암이 전이될 때의 그 기계적인 주변 환경을 그대로 재현해서 암세포의 전이 과정을 추적하고,
한 걸을 더 나아가 환자 맞춤 치료를 위한 전략을 세우는 연구 프로젝트를 이끌고 있습니다.
📌진행 중인 연구 과제에 대해 설명 부탁드립니다.
사실 암은 처음 생긴 그 자리에 있을 때보다 '전이'된 이후가 훨씬 더 치명적입니다. 그런데 이 전이라는 게 기존 치료법으로는 막거나 예측하기가 힘든 경우가 많습니다.
그래서 저희는 "암이 전이된 그 곳의 물리적인 특징이나 세포들 사이의 상호작용을 제대로 이해하면, 치료 시점이나 약에 대한 반응을 더 정확하게 예측할 수 있지 않을까?" 하는 생각에서 연구를 시작하게 되었습니다.
암은 우리 몸 모든 장기로 퍼져나갈 가능성이 있지만, 실제로 보면 특정 장기를 더 좋아하는 경향이 있습니다. 저희는 암이 어떤 장기에서 살아남을지를 결정하는 데 있어, 환경의 '물리적 특성'에 주목하고 있는데요. 장기가 얼마나 단단한지(강성), 어떤 구조로 되어 있는지 등도 매우 중요한 요소라고 보는 거죠.
그래서 저희는 '전이성 niche-on-a-chip(니치 온 어 칩)'이라는 플랫폼을 만들어, 실제 우리 몸속과 같은 환경을 조성하였습니다. 이걸 통해 암세포가 어떤 환경을 더 좋아하는지, 전이된 곳에서 암이 어떻게 자리 잡고 자라는지, 어떤 약물이 전이 과정을 막을 수 있는지 등을 실시간으로 관찰, 분석할 수 있습니다.
이 프로젝트의 궁극적 목표는 암세포가 이렇게 서로 다른 환경에 어떻게 적응하고 살아남는지 이해하는 것입니다.
그리고 이를 바탕으로 환자에게서 얻은 세포를 가지고 어떤 치료법이 가장 좋을지 더 빠르게 확인할 수 있는 플랫폼을 발전시키는 겁니다.
📌진행 중인 연구의 성과에 대해 설명 부탁드립니다.
저희가 본 연구를 통해 기대하는 가장 큰 성과는
첫째, 실제 암세포가 전이되는 환경을 그대로 따라해서 niche-on-a-chip' 기술을 개발하고
둘째, 전이되는 곳마다 다른 환경에서 암세포가 어떻게 반응하는지 고해상도 영상으로 촬영하고 그 반응을 정량적으로 분석하는 것입니다.
이렇게 암 세포의 행동 하나하나를 정량적으로 바꿔서 분석하면 각 장기의 환경에 따라 암세포가 어떤 특징을 보이는지 훨씬 정확하게 이해할 수 있습니다. 더 나아가 환자에게 어떤 약이 가장 효과적일지 빠르게 테스트할 수 있는 '맞춤형 치료 스크리닝 시스템'으로 발전시킬 수 있을 것을 기대하고 있습니다.
📌본 연구의 수혜자 혹은 사회적 파급력은 무엇인가요?
가장 직접적으로 도움이 될 대상은 전이암 환자, 특히 어떤 약이 효과가 있을지 예측하기 어려운 난치성 환자들입니다. 지금까지는 비슷한 방식의 항암 치료가 여러 환자에게 적용되다보니, 효과가 없거나 부작용이 심한 경우가 많았습니다. 하지만 저희가 개발 중인 플랫폼은 환자마다 다른 전이 환경을 실험실에서 흉내 내서, 어떤 약이 잘 듣는지를 미리 예측할 수 있습니다.
이렇게 되면,
- 더 이상 시행착오 없이
- 부작용을 최소화하면서
- 가장 적합한 치료를 빠르게 찾아줄 수 있는 길이 열립니다.
장기적으로는 이 기술이 "암 치료의 새로운 표준"이 될 수 있습니다.
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