3D 바이오프린팅으로 암종양 모델 제작해 치료법 연구 길 터

포스텍·서울대 공동연구팀

포스텍 정성준 교수

포스텍 신근유 교수

포스텍 윤웅희씨

서울대 구자현 교수

3D 바이오프린팅 기술을 활용해 인공 암 종양 모델을 제작한 뒤 여러 특성에 따른 암치료법을 연구하는 길을 국내 연구진이 최초로 열었다. 앞으로 유전정보나 임상정보 등을 바탕으로 환자별 맞춤 진단과 치료가 가능할 전망이다.

포스텍(포항공대) 창의IT융합공학과 정성준 교수·생명과학과 신근유 교수·융합생명공학부 통합과정 윤웅희 씨 연구팀은 서울대학교병원 구자현 교수와 공동으로 고정밀 잉크젯 기술을 이용, 실제 환자로부터 얻은 암세포를 정밀하게 프린팅해 방광암 종양 모델을 제작하는데 성공했다. 또 암의 이질성 분석과 항암제 효과검증도 입증했다. 이번 연구성과는 국제학술지 '바이오패브리케이션'에 게재됐다.

암 환자는 동일조직 내에서도 서로 다른 특성을 가진 암세포들이 공존하는 종양 내 이질성을 갖고 있기 때문에 획일적인 치료방식으로는 완치가 쉽지 않다. 또 약물 부작용이나 항암제 내성 등 개인마다 다른 영향도 있어 치료를 더욱 어렵게 한다.

이에 연구팀은 잉크젯 세포 프린팅 방식을 이용해 방광암 모델을 만든 뒤 암 이질성 분석연구를 수행했다. 우선 환자에게서 뽑아낸 암세포를 잉크젯 방식으로 정밀하게 프린팅해 각각을 실제 암 장기와 유사한 형태의 '암 오가노이드'로 제작했다. 오가노이드의 분열·사멸과 관련된 단백질의 발현량을 비교하고, 각 오가노이드에 따른 방광암 치료제의 효능 차이점을 찾아냈다.

연구팀은 이번 암종양 모델을 통해 환자에게 맞는 약이나 치료법을 먼저 시도할 수 있고 부작용을 최소화할 수 있다는 점에서 기대가 크다고 평가했다.

정성준 교수는 "바이오프린팅 기술에 바탕을 둔 정밀의료 기술은 획일적인 암 치료법에서 발생하는 부작용과 낭비를 최소화하고, 저비용으로 환자의 삶의 질을 높일 수 있을 것으로 보인다"며 "인공장기, 인공뼈, 인공혈관 등 지금까지 진행된 바이오프린팅 기술을 넘어 암덩어리를 제작해 관련 질병치료에 더 가까이 다가섰다는 점에서 매우 의미깊다"고 했다.