이 작은 패치는 생체검사를 대체할 수 있으며 암을 감지하는 방식을 혁신할 수 있습니다.

나노니들의 컬러 이미지. 출처: Chippani/킹스 칼리지 런던

수천만 개의 미세한 나노바늘이 포함된 패치가 곧 전통적인 생체검사를 대체할 수 있을 것이라는 연구 결과가 나왔습니다.

이 패치는 매년 암이나 알츠하이머병과 같은 질병을 발견하고 모니터링하기 위해 생체검사를 받는 전 세계 수백만 명의 환자에게 통증이 없고 침습성이 낮은 대안을 제공합니다.

생검은 전 세계적으로 가장 흔한 진단 시술 중 하나로, 매년 수백만 건의 질병 진단을 위해 시행됩니다. 하지만 침습적이고 통증과 합병증을 유발할 수 있으며, 환자가 조기 진단이나 후속 검사를 받기 꺼릴 수 있습니다. 또한, 전통적인 생검은 작은 조직 조각도 제거하기 때문에 의사가 뇌와 같은 질병이 있는 장기를 얼마나 자주, 그리고 얼마나 포괄적으로 분석할 수 있는지에 제한이 있습니다.

킹스 칼리지 런던의 과학자들은 조직을 제거하거나 손상시키지 않고도 통증 없이 분자 정보를 수집하는 나노니들 패치를 개발했습니다. 이를 통해 의료진은 질병을 실시간으로 모니터링하고 같은 부위에 대해 여러 번의 반복 검사를 수행할 수 있게 될 것입니다. 이는 일반적인 생검으로는 불가능한 일입니다.

나노니들은 사람 머리카락보다 1,000배 가늘고 조직을 제거하지 않기 때문에 통증이나 손상을 유발하지 않아 일반 생검에 비해 환자의 고통을 줄여줍니다. 이는 많은 환자에게 조기 진단과 더 정기적인 모니터링을 의미하며, 질병 추적 및 치료 방식에 변화를 가져올 수 있습니다.

오늘 네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology) 에 게재된 연구를 주도한 치로 치아피니(Ciro Chiappini) 박사는 "우리는 12년 동안 나노니들(nanoneedle)을 연구해 왔지만, 이번 연구는 지금까지 우리가 개발한 것 중 가장 흥미로운 성과입니다. 이 기술은 뇌암, 알츠하이머병 환자, 그리고 개인 맞춤 의학 발전에 무한한 가능성을 열어줄 것입니다. 과학자들, 그리고 궁극적으로 임상의들이 이전에는 불가능했던 방식으로 질병을 실시간으로 연구할 수 있게 해 줄 것입니다."라고 말했습니다.

이 패치는 수천만 개의 나노니들로 덮여 있습니다. 전임상 연구에서 연구팀은 인간 생검 조직과 생쥐 모델에서 채취한 뇌암 조직에 이 패치를 적용했습니다. 나노니들은 조직을 제거하거나 손상시키지 않고 세포에서 지질, 단백질, mRNA를 포함한 분자 '지문'을 추출했습니다.

그런 다음 조직 각인을 질량 분석법과 인공지능을 사용하여 분석하여, 의료진에게 종양이 존재하는지, 종양이 치료에 어떻게 반응하는지, 세포 수준에서 질병이 어떻게 진행되고 있는지에 대한 자세한 정보를 제공합니다.

치아피니 박사는 이렇게 말했습니다. "이 접근법은 동일 조직 내 다양한 ​​유형의 세포로부터 다차원적인 분자 정보를 제공합니다. 기존 생검으로는 이를 할 수 없습니다. 또한 이 과정은 조직을 파괴하지 않기 때문에 이전에는 불가능했던 동일한 조직을 여러 번 샘플링할 수 있습니다."

이 기술은 뇌 수술 시 외과의가 더 빠르고 정확한 결정을 내리는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 의심스러운 부위에 패치를 부착하면 20분 이내에 결과를 얻을 수 있으며, 이를 통해 암 조직 제거에 대한 실시간 결정을 내릴 수 있습니다.

컴퓨터 칩과 동일한 제조 기술을 사용하여 만들어진 나노 바늘은 붕대, 내시경, 콘택트 렌즈와 같은 일반적인 의료 기기에 통합될 수 있습니다.

치파니 박사는 이렇게 덧붙였습니다. "이것은 고통스러운 생검의 종말을 알리는 시작일 수 있습니다. 저희 기술은 질병을 안전하고 고통 없이 진단하고 모니터링하는 새로운 방법을 제시하여 의사와 환자가 더 빠르고 더 나은 결정을 내릴 수 있도록 돕습니다."

나노공학, 임상 종양학, 세포 생물학, 인공지능 분야의 긴밀한 협업을 통해 획기적인 발전이 가능했습니다. 각 분야에서 필수적인 도구와 관점을 제공하여 비침습적 진단에 대한 새로운 접근 방식을 제시했습니다.

이 연구는 유럽 연구 위원회의 주력 프로그램인 Starting Grant, Wellcome Leap, 그리고 UKRI의 EPSRC와 MRC의 지원을 받아 주요 분석 장비의 획득이 가능해졌습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/06/250617014219.htm