‘뇌종양 치료제 개발 실마리’…인간 뇌 닮은 입체 모델 개발

한국연구재단은 뇌에 이물질이 침입하는 것을 막는 ‘혈관-뇌 장벽'(blood-brain barrier)을 입체적으로 구현했다고 1일 밝혔다.

한국과학기술연구원 김홍남·최낙원 박사, 서울대 이강원 교수, 건국대 나승열 교수 연구팀은 동물 모델이나 배양 접시 바닥에 평면 형태로 형성하는 ‘세포 배양 모델’이 아닌 입체적인 ‘장기 칩'(organ on a chip) 형태로 혈관-뇌 장벽을 만들었다.

장기 칩은 특정 장기를 구성하는 세포를 플라스틱·고무 등으로 제작된 칩 위에 배양하는 방법으로 해당 장기의 특성과 기능을 모방하는 기술이다.

혈관과 뇌 사이에 이물질이 침입하는 것을 막는 혈관-뇌 장벽은 뇌 기능에 필수적인 물질만 들어갈 수 있어 뇌 질환 치료제도 들어가기가 까다롭다.

치료제 후보물질이 혈관-뇌 장벽을 투과하는지와 치료 효과를 검증하려면 혈관-뇌 장벽과 똑같은 플랫폼이 필요했는데, 연구팀은 혈관-뇌 장벽을 구성하는 뇌혈관 세포·성상교세포·혈관주위세포 등 3종 세포를 장기 칩에 실제와 유사하게 구현했다.

여기에 3차원 형태의 뇌 암세포를 함께 배양해 실제와 유사한 암 미세환경도 만들었다.

김홍남 박사는 “인간과는 다른 약물 반응을 보일 수 있는 동물 모델이나 실제 암 미세환경을 구현하기 어려운 암세포 단독 배양 모델보다 더 높은 신뢰도로 약물 반응 결과를 얻을 수 있다”며 “환자별로 약물 반응을 예측하고 약물 조합군을 찾아내는 개인 맞춤 의학에 응용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

이번 연구 성과는 기능성 재료 분야 국제학술지인 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced functional materials)에 온라인 게재됐다.

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