[더테크 이지영 기자]  같은 뇌종양에 같은 항암제를 사용해도 환자마다 치료 효과가 다를 수 있다. 국내 연구진이 환자의 종양과 뇌혈관 환경을 하나의 칩에 재현해 항암제를 투여하기 전 치료 반응을 예측할 수 있는 기술을 개발했다.

KAIST는 기계공학과 안송이 교수팀이 성균관대 안중호 교수팀, 분당차병원 임재준 교수, 차의과학대 강윤정 교수팀과 공동으로 교모세포종 환자 맞춤형 ‘혈액-뇌종양 장벽(BBTB) 칩’을 개발했다고 18일 밝혔다.

교모세포종은 암세포가 정상 뇌조직으로 빠르게 퍼지고 환자별 종양 특성도 달라 치료가 어려운 악성 뇌종양이다. 특히 뇌의 혈액-뇌 장벽은 유해 물질뿐 아니라 항암제가 종양까지 도달하는 것도 제한한다. 종양 주변 혈관장벽의 특성 역시 환자마다 달라 치료 반응에 영향을 줄 수 있다.

연구팀은 환자에게서 얻은 교모세포종 세포와 뇌혈관 내피세포, 별아교세포를 미세유체 칩에서 함께 배양해 실제 종양과 정상 뇌조직의 경계와 유사한 환경을 구현했다.

이어 서로 다른 환자 3명의 종양세포로 각각 칩을 제작하고 교모세포종 치료제인 테모졸로마이드(TMZ)와 베바시주맙(BEV)을 적용했다.

실험 결과 기존 유전자 검사에서 비슷한 치료 반응이 예상됐던 환자들도 칩에서는 혈관장벽 특성과 약물 반응에 차이를 보였다. 특히 칩에서 확인된 환자별 치료 반응은 실제 환자의 치료 경과와도 높은 수준으로 일치했다.

이번 기술은 암세포 자체의 약물 반응뿐 아니라 환자별 종양 주변 혈관 환경까지 반영해 치료 효과를 평가할 수 있다는 점이 특징이다. 향후 더 많은 환자를 대상으로 예측 성능과 재현성이 검증되면 여러 치료제를 환자에게 직접 투여하기 전에 칩에서 비교해 치료 전략을 선택하는 데 활용될 가능성이 있다.

신약 개발 과정에서도 실제 환자의 종양과 혈관장벽을 모사한 환경에서 후보물질의 효과를 평가하는 전임상 플랫폼으로 활용할 수 있다.

안송이 교수는 “환자 유래 종양세포와 혈액-뇌종양 장벽을 함께 재현해 환자마다 다른 치료 반응을 실제와 가깝게 평가할 수 있는 플랫폼을 제시했다”고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 ‘Small’에 6월 27일 게재됐으며 학술지 Front Cover로 선정됐다.