국내 연구진이 다양한 생체액(biofluid)에서 별도의 전처리 없이 세포외 소포체(extracellular vesicle, EV)를 고효율로 분리할 수 있는 기술을 개발했다.

정밀의료·신약 개발 등 진단·치료 분야에 활용 가치가 높다는 평가다.

고려대학교 의과대학 융합의학교실 최낙원 교수와 한국과학기술연구원(KIST) 강지윤 박사팀은 최근 하이드로젤로 세포외 소포체를 간편하게 분리할 수 있는 기술을 개발했다.

세포외 소포체(EV)는 세포 간 신호 전달과 다양한 생체지표 전달 기능을 지니고 있어 암, 신경질환, 대사질환 등 주요 질병 진단 바이오마커와 치료제로 활용되고 있다.

최근 세포외 소포체가 진단·치료 분야에 활용이 확대되면서 이를 생체액으로부터 효율적으로 분리하는 기술의 필요성도 커지고 있다.

그러나 초원심분리(ultracentrifugation)와 같은 기존 방식은 고가 장비와 복잡한 전 처리, 낮은 처리량 등으로 연구와 산업현장 적용에 한계가 있었다.

이를 해결하기 위해 연구팀은 하이드로젤 재료를 얼린 뒤 빛을 비춰 굳히는 방식으로 기존에 만들 수 없었던 약 400 나노미터(nm) 크기 미세구멍 구조를 구현했다. 

이 과정에서 형성된 하이드로젤은 그물처럼 얽힌 3차원 다공성 구조를 가져 투과한 세포외 소포체를 효율적으로 선택적 포집할 수 있음을 확인했다.

이 하이드로젤을 이용하면 고가 장비나 복잡한 과정 없이도 혈액, 소변, 침, 위암 환자 복수 등 다양한 생체액에서 세포외 소포체를 빠르고 간편하게 분리할 수 있게 된다. 

이번 기술은 암, 신경퇴행성 질환, 대사 질환 등 다양한 질병의 조기진단과 맞춤 치료에 활용될 수 있는 기반을 제공한다. 

이를 통해 정밀의료와 신약개발, 체외 진단 등 고부가가치 바이오산업 발전에 기여할 전망이다.

최낙원 교수는 “간단한 공정만으로 고순도 세포외 소포체를 확보할 수 있으며, 이를 바탕으로 다양한 고부가가치 바이오산업의 실용적 기반을 제공할 것으로 기대한다”고 말했다.

강지윤 박사는 “이번 연구는 기존 세포외 소포체 분리 방식의 주요 한계를 극복해 효율성 및 접근성, 대량 처리, 사용자 맞춤 등 다양한 측면에서 강점을 갖고 있음을 입증했다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구결과는 나노기술 분야 국제 저명 학술지 ‘Nature Nanotechnology(IF=35.1)’ 온라인에 게재됐다.