원하는 세포 간 조합 자유롭게..개인 맞춤형 약물 만든다

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 단일 세포 간 조합을 자유롭게 조절해 개인별 맞춤형 약물 개발에 쓸 수 있는 기술을 선보였다.

대구경북과학기술원(DGIST)은 김철기 화학물리학과 교수 연구팀이 단일 세포의 물리적 특성에 따라 세포 상호작용 분석이 가능한 ‘다중 세포 클러스터링 플랫폼’을 개발했다고 26일 밝혔다.

김철기 DGIST 화학물리학과 교수(가운데)와 연구팀원들의 모습.(사진=DGIST)

세포는 크기, 형태, 단백질 수치 등 생물리학적 특징에 차이가 있다. 세포 간 이질성 연구는 세포 생물학, 면역학, 신경학 등의 분야에서 풀지 못한 문제들을 해결할 수 있는 열쇠로 ‘다중 세포 클러스터링 기술’이 기반이 돼야 한다. 단일 세포 수준에서의 이질적인 특성에 따라 정교하게 분리해 원하는 세포간 조합을 만들어 낼 수 있기 때문이다.

하지만 기존 세포 클러스터링 기술들은 단일 세포를 유연하게 조작하기 어려웠고, 자동화 시스템 구축에도 한계가 있었다. 연구팀은 자기를 띤 물체가 나타내는 미세한 패턴과 자기장을 제어해 단일 세포의 위치를 정밀하게 제어하면서 세포 크기와 개수 변수를 제어해 다양한 세포 클러스터링을 만들 수 있는 시스템을 개발했다. 플랫폼에는 단일 세포 단위의 프로그램화된 제어와 다중 세포의 병렬 제어가 가능한 자기영동 회로 기술을 활용했다.

또한, 연구팀은 세포 클러스터링 기술을 활용해 미세한 자석의 형태를 바꾸는 것만으로도 단일세포의 물리적 특성에 따라 제어·분리를 할 수 있는 장치도 개발했다. 프로그램화해 자동으로 제어할 수 있는 세포 클러스터링 플랫폼도 만들어 면역 세포와 암세포 크기, 개수에 따른 다양한 클러스터링을 조합도 만들었다.

김철기 교수는 “단일 세포가 지닌 물리적 특성을 기반으로 목적에 따라 원하는 세포 간 조합을 만들어 낼 수 있는 새로운 플랫폼”이라며 “개발한 플랫폼은 세포 단위 진단, 단일 세포 규모 연구와 면역항암제 개발, 신약 개발을 위한 약물 스크리닝, 환자 맞춤형 표적 치료제 개발과 같은 차세대 치료법 연구에 쓸 수 있다”고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced science)’에 지난 2월 24일 표지 논문으로 게재됐다.