솜사탕 산소 구배 칩을 이용한 환자 조직내 재발성 간암 세포 분리 [Nat. Commun.]

학술웨비나 개최완료

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2024년 08월 28일 (수) 오전 10시
백세움(연세대학교 의과대학)

개요

최근 암 치료에 환자 맞춤형 면역치료제, 표적치료제 등 새로운 기술들이 도입되고 있습니다. 그러나 간암은 이런 새로운 기술로 치료하는데 어려움을 겪고 있습니다. 주된 이유로 간암 세포 배양이 어렵기 때문입니다.

배양이 어려운 이유는 간의 복잡한 조직내 산소 농도 때문입니다. 간은 특이한 장기로 산소 농도가 낮은 정맥혈을 70%, 산소 농도가 높은 동맥혈을 30%로 이중공급 받기 때문입니다. 간암이 발생하면 암이 잘 성장하기 위해 동맥혈 공급을 증가시키는데 환자는 MRI, CT등 영상의학적 소견만으로 간암 확진을 받을 수 있습니다. 하지만 환자마다 간암이 성장하는 산소 농도 환경이 다르기 때문에 기존의 단일 산소 농도로 배양하는 세포 배양, 이종이식 방식으로는 충분한 배양 성공률을 가지지 못해 새로운 치료제 등 새로운 기술을 적용하기가 어려운 실정입니다.

저희는 솜사탕 기술을 이용해 3차원 하이드로겔 공간 안에 환자 유래 조직 배양이 가능한 모세혈관 칩을 제작하는 원천기술을 가지고 있습니다. 이 기술을 이용해 한쪽에 정상산소, 반대쪽에 저산소 배양액을 흘려주어 칩 내부에 간이 가질 수 있는 모든 산소 농도 환경을 구현하였습니다.
제작한 산소 칩에 환자 유래 조직을 배양하게 되면 다양한 동맥, 정맥 공급을 갖는 이질적 (Heterogeneity) 간암 조직에서 산소 선호도에 따라 암세포를 분리할 수 있었습니다.

분리된 세포 중에 간 절제술 이후에 재발이 많이되고, 약물 저항성이 높은 저산소 선호 간암 세포만을 분리, 분석하였습니다. 이는 수술이 가능한 모든 간암 환자는 수술 후 칩에서 배양해 재발성 간암 세포를 분리하여 약물 스크리닝을 통해 환자 맞춤형 치료 도입이 가능함을 보여주고 있습니다.

향후 솜사탕 산소 구배 칩을 이용하면 환자 맞춤형 치료 뿐만 아니라 칩의 소형화를 통한 수술이 불가능해 생검으로 얻는 간암 환자 조직도 배양하여 적용할 수 있을 것이라 생각합니다.