고려대(총장 정진택) 공과대학 기계공학부 정석 교수 연구팀은 하버드 의과대 김현호 박사, 고려대 의과대 사경하 교수, 국립암센터 비뇨의학과 이혜원 교수와 공동연구를 통해 환자 암세포를 암 주변 세포와 함께 배양해 암세포에 대한 항암 약물 저항성을 확인할 수 있는 미세유체 칩을 개발했다고 7일 밝혔다.

환자 맞춤형 치료를 위해서는 환자 암세포의 유전체 정보 및 암세포의 특성, 암조직 환경을 고려해 약물을 선정해야 한다. 그러나 종양의 유전적 다양성 때문에 유전체 정보 만으로는 적합한 표적 항암제를 제시하기가 어렵고, 쥐를 이용한 동물 실험은 실제 인간의 다양한 세포 및 종양 미세환경을 대변하기 어렵다. 이를 극복하기 위해서는 인간의 세포를 이용하되, 암세포가 자라던 원래 환경의 특성을 재현해야 한다.

이에 연구진은 미세유체 칩 기술을 이용해 암세포 환자에게서 분리한 암세포가 주변 특수 환경 하에서 자라도록 만들었다. 뇌혈관 세포·성상세포·세포외 기질로 이루어진 미세 환경을 미세유체칩 내에서 배양해 뇌 미세환경을 구현하고 뇌전이 폐암 환자에서 유래된 암세포를 함께 배양하는데 성공했다.

실제 임상에서 사용되는 항암 약물들을 칩에 적용한 결과 유전체 예측과는 다른 약물의 반응성을 확인했고 폐암세포를 뇌 미세환경에 배양할 경우 암세포 생존력이 증가하면서 전사체 네트워크 프로파일도 변화한다는 사실도 밝혔다.

연구진은 "기존 항암치료제가 듣지 않는 가장 주요한 원인인 암세포와 주위의 미세환경과의 상호작용을 구현할 수 있는 비임상연구 플랫폼을 개발함으로써 암세포-암주위 미세환경 에코시스템의 분자생물학적 기전 규명 및 이를 타겟으로 하는 새로운 항암치료전략 수립에 활용될 수 있을 것"이라고 기대했다.