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| ▲ 왼쪽부터 울산의대 서울아산병원 종양내과 김정은, 융합의학과 탁은영 교수 · 최지완 박사 · 한규영 연구원 (사진= 서울아산병원 제공) |
[mdtoday=김미경 기자] 정밀 의료의 핵심으로 떠오르는 암 오가노이드(organoid) 기술이 희귀암인 연부조직육종 치료의 새로운 가능성을 열었다.
울산의대 서울아산병원 연구팀은 기존 방식으로는 배양이 어려웠던 연부조직육종의 오가노이드를 성공적으로 구현하며, 환자 맞춤형 치료 전략 수립에 중요한 기반을 마련했다고 밝혔다.
연부조직육종은 지방, 근육, 신경 등 신체 연부조직에서 발생하는 희귀암으로, 50가지 이상의 다양한 아형을 지녀 환자 간 이질성이 매우 크다는 특징이 있다. 이러한 복잡성 때문에 기존에 주로 사용되던 메트리겔 기반의 3차원 배양 방식으로는 육종암의 특성을 충분히 재현하기 어려워 오가노이드 형성 실패율이 높았다.
연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 생체 적합성이 우수한 젤라틴을 활용한 새로운 3차원 배양 환경을 구축했다. 연구팀은 젤라틴의 농도와 가교 조건을 최적화하여 실제 인체 조직과 유사한 탄성을 지닌 하이드로젤 지지체를 제작했다. 이후 환자의 수술 조직에서 분리한 암세포를 이 지지체에 안착시켜, 세포 생존율을 높이고 실제 종양과 유사한 입체 구조를 갖는 오가노이드를 성공적으로 배양하는 데 성공했다.
배양된 오가노이드의 신뢰성을 검증하기 위해 차세대 염기서열 분석(NGS) 및 병리 조직학적 검사를 실시한 결과, 젤라틴 기반 환경에서 배양된 오가노이드가 실제 환자의 암 조직과 유전적 변이 패턴 및 단백질 발현 양상에서 매우 유사함을 확인했다. 또한, 젤라틴 지지체가 암세포 내 미토콘드리아 기능을 활성화하고 세포 간 접착을 강화하여 오가노이드의 구조적 안정성을 유지시키는 분자 생물학적 기전도 규명했다.
환자 유래 오가노이드는 환자에게 가장 효과적인 항암제 조합을 사전에 예측하고, 재발 위험 및 치료 반응성을 개별적으로 평가하는 데 활용될 수 있다. 이번 연구는 향후 연부조직육종 환자를 위한 맞춤 항암제 스크리닝 등 정밀 의료 실현에 중요한 토대를 제공할 것으로 기대된다.
탁은영 울산의대 서울아산병원 융합의학과 교수는 "이번 연구를 통해 기존 방식으로는 어려웠던 연부조직육종 오가노이드 배양의 기술적 한계를 극복했다"며, "새로운 오가노이드 배양 플랫폼이 환자 맞춤형 치료 전략 수립에 실질적인 도구로 활용될 것으로 기대한다"고 밝혔다.
이번 연구 결과는 생체 재료 기반 융합 연구 분야의 저명 학술지인 '바이오머터리얼즈 리서치(Biomaterials Research)' 최신호에 게재되었다.
메디컬투데이 김미경 기자([email protected])
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