3D 프린터를 이용해 암 환자의 체내 조건과 같은 환경에서 배양할 수 있는 인공 종양 조직(암세포)을 만들고, 이 조직을 통해 예후를 예측하는 인공지능(AI) 기술을 국내 연구진이 개발했습니다.

울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 박태은·강현욱 교수팀과 서울아산병원 명승재 교수팀은 실제 암 조직의 고경도·저산소 환경을 재현하는 인공 암 조직 'Eba-PDO'를 개발했다고 오늘(29일) 밝혔습니다.

이 인공 암 조직의 모양을 AI로 분석하면 대장암 예후를 예측하는 주요 표지 유전자의 발현 여부를 99% 정확도로 맞힐 수 있습니다.

연구진에 따르면 암세포는 빠르게 증식하기 때문에 밀도가 높아져 정상 조직보다 딱딱하고, 산소도 부족한 환경에서 자랍니다.

기존 인공 암 조직은 실제 환자에게서 떼어 낸 세포로 만들어져도 이런 환경을 그대로 재현하지 못해 암세포 성장 양상이나 약물 반응이 왜곡되는 문제가 있었습니다.

연구진은 암세포를 3차원으로 배양해 암 오가노이드를 만들고, 이를 바이오 잉크와 섞어 구슬 형태로 정렬한 후 프린팅해 새 인공 암 조직을 개발했습니다.

바이오 잉크는 젤라틴과 세포외기질 성분을 섞어 암이 자라는 딱딱하고 산소가 부족한 환경을 그대로 재현했습니다.

이 인공 암 조직은 실제 암 환자 조직에서 떼어 낸 암 조직과의 유전자 발현 유사도가 기존 70% 수준보다 향상된 90%를 기록했습니다.

환자 간 5-플루오로우라실(5-FU) 항암제 반응성의 차이도 정확하게 재현했습니다.

연구진은 현미경 사진만으로도 CEACAM5 유전자 발현 여부를 예측할 수 있는 AI도 개발했습니다.

CEACAM5는 대장암을 비롯한 고형암에서 많이 발견되는 단백질로, 전이 가능성과 항암제 내성을 높이는 것으로 알려졌습니다.

인공 암 조직에서 이 단백질이 과발현하면 세포 간 결합이 약해져 암 조직이 덜 조밀하고 균형이 무너진 형태를 띠는데, AI는 이러한 모양 변화를 학습해 유전자 발현량을 예측할 수 있도록 훈련됐습니다.

#암세포 #3D프린팅 #AI

연합뉴스TV 기사문의 및 제보 : 카톡/라인 jebo23

이성섭(leess@yna.co.kr)