난치성 질환 조기진단ㆍ맞춤치료 동시에
분자영상ㆍ나노의학 융합한 기술 선택부위만 치료…부작용 최소화 치료비용ㆍ시간 획기적 절감 효과
21세기 의학은 기술 발전을 기반으로 새로운 도약을 시작하는 시기입니다. 이중에서도 주목을 끌고 있는 분야가 분자영상과 나노의학입니다. 두 기술은 세상을 바꿀 첨단기술로 인식되면서 2000년대 이후 선진국을 중심으로 전 세계 과학자들이 연구중인 분야입니다.
분자영상은 세포 내에서 일어나는 여러 분자수준의 변화, 예를 들면 몸 안에 있는 난치성 암 세포의 위치와 구조를 눈으로 손쉽게 확인 할 수 있게 영상으로 보여주는 기술입니다. 분자영상은 환자의 몸 안을 3차원 동영상으로 생생하게 관찰함으로써 질환에 대해 근본적인 이해를 돕고 궁극적으로 암과 같은 질병의 조기 진단과 치료에 혁명적인 변화를 가져올 것으로 기대 받고 있습니다.
나노의학은 나노기술을 이용해 분자와 원자를 인위적으로 조작 및 응용하는 첨단기술입니다. 현재 사용되는 모든 항암 치료제는 암 세포에 대해 항암 효과를 보이면서 동시에 정상 세포를 공격해 심각한 부작용이 동반합니다. 하지만 나노의학으로 개발되는 치료제는 몸 안에 암 세포만 공격해 부작용을 최소화하고 원하는 질병을 원하는 위치에서 치료할 수 있습니다.
분자영상과 나노의학 두 기술을 하나의 기술로 접목해 `21세기의 의학혁명'이라 일컬어지는 기술이 바로 `테라그노시스(Theragnosis)' 기술입니다. 테라그노시스란 치료를 뜻하는 `테라피(Therapy)'와 진단을 뜻하는 `디아그노시스(Diagnosis)'를 합친 말로, 난치성 질환의 진단 및 치료를 동시에 수행 할 수 있는 기술입니다.
테라그노시스 기술을 활용하면 다양한 질병을 분자영상 기술로 조기에 진단하고, 나노소재를 이용한 치료제를 투여해 발견된 질병을 부작용 없이 단기간에 치료 할 수 있습니다. 치료 과정을 실시간으로 생생하게 관찰 할 수 있어 의사가 환자 치유 정도를 모니터링하고 판단하는데도 큰 도움이 됩니다.
CTㆍMRI 등 기존 의료 영상을 통해서는 몸 안의 장기구조에 이상이 있는지를 판별했다면, 테라크노시스는 몸 속에서 어떤 활동이 일어나고 있는지에 대한 생물학적인 정보를 얻는 것입니다. 이를 통해 신체 활동이 어떤 수준으로 일어나고 있는지에 따라 질병 유무를 진단하고, 맞춤형 진료를 할 수 있습니다.
일반적인 암환자의 치료는 통상적으로 흐릿하게 얻어진 암 위치의 사진을 토대로 이뤄집니다. 그렇기 때문에 결과적으로 환자의 몸을 절개해 종양 위치를 확인해야 치료가 가능합니다. 하지만 테라그노시스 기술을 도입하면 매우 손쉽게 진단 및 치료가 가능합니다.
예를 들어 암세포는 건강한 다른 세포에 비해 다량의 영양분 즉, 몸 속의 포도당을 섭취합니다. 이 포도당에 몸 밖에서 영상화가 가능하도록 추적물질을 붙여 주사한 뒤, 환자의 몸을 촬영하면 고통스러운 수술 과정을 거치지 않고도 몸 속의 암 위치와 크기를 정확히 진단할 수 있습니다. 질병이 진단되면 나노의학 기반의 융합소재를 투여해 암세포만 공격하는 치료를 하는 것입니다.
신약개발 분야에서도 테라그노시스 기술은 큰 힘을 발휘합니다. 신약 개발은 수백만 가지의 후보물질에서 효과가 가장 뛰어난 약물을 오랜 기간의 임상시험을 통해 선별하는 작업을 거칩니다. 이를 위해선 통상적으로 10년 이상의 연구기간과 천문학적인 비용이 소요됩니다. 하지만 테라그노시스 기술을 응용하면 약물의 복용 전과 후 몸 속의 치료효과를 간단한 영상을 통해 눈으로 추적 할 수 있어 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있습니다.
국내 의과학자들도 테라그노시스 분야에 도전해 활발한 연구를 진행하고 있습니다. 최근 한국과학기술연구원(KIST) 의과학연구센터 권익찬 박사팀은 암세포를 선택적으로 3차원으로 영상화 할 수 있고 동시에 이를 치료할 수 있는 새로운 나노입자형 스마트 센서 치료제를 개발해 다양한 전임상 시험을 진행 중에 있습니다. 이 치료제는 암 세포에만 선택적으로 축적되어 강한 빛을 발산해 영상으로 보여주고, 축적된 부위에서 약물을 방출해 부작용 없이 항암치료가 가능한 원리를 가지고 있습니다.
다양한 21세기의 놀라운 신기술들이 복합적으로 어우러진 테라그노시스 기술의 발전은 머지않아 암과 알츠하이머와 같은 난치성 질병을 정확하게 조기 발견하고 환자에게 적합한 맞춤 치료와 예방을 가능하게 할 것으로 기대됩니다.
남도영기자 namdo0@
자료제공=KIST
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21세기 의학은 기술 발전을 기반으로 새로운 도약을 시작하는 시기입니다. 이중에서도 주목을 끌고 있는 분야가 분자영상과 나노의학입니다. 두 기술은 세상을 바꿀 첨단기술로 인식되면서 2000년대 이후 선진국을 중심으로 전 세계 과학자들이 연구중인 분야입니다.
분자영상은 세포 내에서 일어나는 여러 분자수준의 변화, 예를 들면 몸 안에 있는 난치성 암 세포의 위치와 구조를 눈으로 손쉽게 확인 할 수 있게 영상으로 보여주는 기술입니다. 분자영상은 환자의 몸 안을 3차원 동영상으로 생생하게 관찰함으로써 질환에 대해 근본적인 이해를 돕고 궁극적으로 암과 같은 질병의 조기 진단과 치료에 혁명적인 변화를 가져올 것으로 기대 받고 있습니다.
나노의학은 나노기술을 이용해 분자와 원자를 인위적으로 조작 및 응용하는 첨단기술입니다. 현재 사용되는 모든 항암 치료제는 암 세포에 대해 항암 효과를 보이면서 동시에 정상 세포를 공격해 심각한 부작용이 동반합니다. 하지만 나노의학으로 개발되는 치료제는 몸 안에 암 세포만 공격해 부작용을 최소화하고 원하는 질병을 원하는 위치에서 치료할 수 있습니다.
분자영상과 나노의학 두 기술을 하나의 기술로 접목해 `21세기의 의학혁명'이라 일컬어지는 기술이 바로 `테라그노시스(Theragnosis)' 기술입니다. 테라그노시스란 치료를 뜻하는 `테라피(Therapy)'와 진단을 뜻하는 `디아그노시스(Diagnosis)'를 합친 말로, 난치성 질환의 진단 및 치료를 동시에 수행 할 수 있는 기술입니다.
테라그노시스 기술을 활용하면 다양한 질병을 분자영상 기술로 조기에 진단하고, 나노소재를 이용한 치료제를 투여해 발견된 질병을 부작용 없이 단기간에 치료 할 수 있습니다. 치료 과정을 실시간으로 생생하게 관찰 할 수 있어 의사가 환자 치유 정도를 모니터링하고 판단하는데도 큰 도움이 됩니다.
CTㆍMRI 등 기존 의료 영상을 통해서는 몸 안의 장기구조에 이상이 있는지를 판별했다면, 테라크노시스는 몸 속에서 어떤 활동이 일어나고 있는지에 대한 생물학적인 정보를 얻는 것입니다. 이를 통해 신체 활동이 어떤 수준으로 일어나고 있는지에 따라 질병 유무를 진단하고, 맞춤형 진료를 할 수 있습니다.
일반적인 암환자의 치료는 통상적으로 흐릿하게 얻어진 암 위치의 사진을 토대로 이뤄집니다. 그렇기 때문에 결과적으로 환자의 몸을 절개해 종양 위치를 확인해야 치료가 가능합니다. 하지만 테라그노시스 기술을 도입하면 매우 손쉽게 진단 및 치료가 가능합니다.
예를 들어 암세포는 건강한 다른 세포에 비해 다량의 영양분 즉, 몸 속의 포도당을 섭취합니다. 이 포도당에 몸 밖에서 영상화가 가능하도록 추적물질을 붙여 주사한 뒤, 환자의 몸을 촬영하면 고통스러운 수술 과정을 거치지 않고도 몸 속의 암 위치와 크기를 정확히 진단할 수 있습니다. 질병이 진단되면 나노의학 기반의 융합소재를 투여해 암세포만 공격하는 치료를 하는 것입니다.
신약개발 분야에서도 테라그노시스 기술은 큰 힘을 발휘합니다. 신약 개발은 수백만 가지의 후보물질에서 효과가 가장 뛰어난 약물을 오랜 기간의 임상시험을 통해 선별하는 작업을 거칩니다. 이를 위해선 통상적으로 10년 이상의 연구기간과 천문학적인 비용이 소요됩니다. 하지만 테라그노시스 기술을 응용하면 약물의 복용 전과 후 몸 속의 치료효과를 간단한 영상을 통해 눈으로 추적 할 수 있어 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있습니다.
국내 의과학자들도 테라그노시스 분야에 도전해 활발한 연구를 진행하고 있습니다. 최근 한국과학기술연구원(KIST) 의과학연구센터 권익찬 박사팀은 암세포를 선택적으로 3차원으로 영상화 할 수 있고 동시에 이를 치료할 수 있는 새로운 나노입자형 스마트 센서 치료제를 개발해 다양한 전임상 시험을 진행 중에 있습니다. 이 치료제는 암 세포에만 선택적으로 축적되어 강한 빛을 발산해 영상으로 보여주고, 축적된 부위에서 약물을 방출해 부작용 없이 항암치료가 가능한 원리를 가지고 있습니다.
다양한 21세기의 놀라운 신기술들이 복합적으로 어우러진 테라그노시스 기술의 발전은 머지않아 암과 알츠하이머와 같은 난치성 질병을 정확하게 조기 발견하고 환자에게 적합한 맞춤 치료와 예방을 가능하게 할 것으로 기대됩니다.
남도영기자 namdo0@
자료제공=KIST
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