암을 만드는 "암 세포"는 혈류와 림프액을 타고 몸 곳곳에 전이한다. 그런 혈중 암 세포를, 레이저를 이용하여 파괴하는 새로운 치료법이 고안되었다. 공개 된지 얼마 안된 최신 연구 논문에 따르면, 피부를 통하여 레이저를 조사함으로써 암 세포를 파괴하는데 성공했다고.
학술지 Science Translational Medicine에 게시 된지 얼마 안된 최신 연구 논문에서, 레이저를 이용하여 혈중의 암세포를 파괴하는 치료법이 발표되었다. 이 치료법은 피험자로 모인 암 환자 28명중, 27명의 암세포를 정확하게 검출하는데 성공하고 있으며, 이외에 암세포가 혈관을 통과할 때 높은 확률로 실시간으로 암세포를 파괴하는데 성공.
연구팀은 레이저를 이용한 치료법에 의해, "암세포가 새로운 종양을 생성하기 전에 암세포를 감지하고 파괴 할 수있게되었다"라고 하고있다. 레이저는 피부를 통하여 조사되기 때문에, 비침습적인 방법으로 암세포를 철저하게 파괴 할 수있게 될 가능성이 있다.
이 연구에 참여한 아칸소 의과대학의 아칸소 나노 의료 센터에서 디렉터로 근무하는 블라디미르 쟈로프 씨는, "이 기술은 암의 전이를 크게 억제 할 수있는 잠재력을 가지고있다"고 말하고있다.
암의 확대 및 전이는, 암 관련 사망 원인으로 큰 비율을 차지하고 있다. 암에는 "원발성"과 "전이성"의 2종류가 존재하며, 각각 종양으로서의 성질이 전혀 다르다. "원발성"의 암은, 그 부위에서 발생한 암을 말한다. 예를 들면 간에서 발생했다면 "원발성 간암"이다.
"전이성" 암은 다른 부위에서 전이 해 온 암을 말하며, 예를 들면 간에서 발생한 원발성 간암에서 발생한 암세포가 전이해 대장암을 일으킨다면, "전이성 대장 암"이다. 종양의 발생 원인은 "원발성", 다른 부위에서 발생한 암세포가 혈액과 림프를 타고 전이 된 경우는 "전이성"이라 부르는 것이다.
전이성 암의 원인이되는 "순환 암 세포(CTC)"가 안정되기 전에 파괴하는 것으로, 전이성 암의 발병을 억제하는 것이 가능하다. 또한 단순히 CTC가 어느 정도 체내에 있는지를 셀 수 있다면, 의사는 전이성 암에 대한 보다 정확한 진단 및 치료를 실시 할 수있게 된다고 생각했다.
그래서 쟈로프 씨 연구팀은 흑색 종 혹은 피부암을 앓고있는 피험자를 모아, 레이저를 이용한 암 세포 파괴 시스템을 테스트하고 있다. 레이저는 정맥에 조사 된 피험자의 혈액에 에너지를 공급한다. 흑색 종의 CTC는 일반 세포보다 레이저가 혈중에 보내는 에너지를 많이 흡수하기 때문에, CTC는 가열에 의해 급속하게 팽창하는 것. 이 열팽창 광 음향 효과로 알려진 음파를 발생시키기 때문에 초음파 트랜스 듀서를 이용하여 검출 가능하게된다고한다. 이 메커니즘은 CTC가 언제 혈액을 통과하고 있는지를 감지한다.
또한, 검색에 사용하는 레이저를 이용하여 실시간으로 CTC를 파괴 할 수있다. 레이저의 열이 CTC에 증기 거품을 발생시키고, 이 기포가 팽창, 파열하여 CTC를 기계적으로 파괴 할 수있는 것.
이번에 발표 된 연구 논문의 목적은 레이저와 초음파 트랜스 듀서를 사용하여 CTC를 감지하는 정도를 테스트하는 것이었다. 그러나 낮은 출력에서의 CTC 검출 모드에서도 6명의 피험자의 CTC를 파괴하는데 성공하고, "환자에 체내에서는 96%의 암세포를 파괴하는데 성공했다"라고 쟈로프 씨는 설명.
또한 쟈로프 씨 연구팀은 보다 높은 출력의 레이저를 사용함으로써, CTC를 보다 효과적으로 파괴 할 수 있게될 것으로 기대하고 있다고 말하고있다.
쟈로프 씨는 10년 전부터 이 기술의 아이디어를 생각하고 있었다고 하고, 지금까지 동물 등으로 그 안전성을 테스트 해왔다고 한다. 임상 실험을 진행하기 전에 미국 식품의 약국(FDA)의 승인이 필요했지만, 이것도 무사히 승인되었고, 쟈로프 씨 등의 레이저 치료 시스템은 인간에 그 효과가 입증 된 "세계 최초의 비 침습 CTC 진단 시스템"이라는 것이다.
CTC를 감지하는 시스템은 적어도 100개 이상이 존재하지만, 기존의 시스템에서는 정맥에서 채혈 한 혈액을 체외에서 분석해야했다. 또한 기존의 CTC 검출 시스템 중 FDA의 승인을 받은 것은 "CELLSEARCH"이라고하는 시스템만이라고 한다. 이 시스템은 소량의 혈액 샘플을 처리하고, 혈중에 존재 할 수있는 CTC의 스냅 샷을 촬영 해 준다는 것이지만, 암의 진단과 치료는 아직 널리 사용되지 않고있다.
또한 2019년 4월에는 미시간 대학의 연구자들이 손목에 장착하여 혈액을 채취하여 혈중 CTC를 검출, 파괴하고 암 세포가 없어진 혈액을 체내에 되돌리는 장치를 개발했다고 한다. 그러나 이 장치는 아직 개에 대해서 시험을 실시하고 있는 단계이며, 다룰 수 있는 혈액의 양도 2~3시간에 큰술 2~3정도의 소량이다.
반면 쟈로프 씨 등이 개발 한 시스템은 몸을 손상없이 사용할 수 있다고하고, 다른 독특한 특징을 가지고 있으며, 1시간에 약 1리터의 혈액을 검사 할 수있다는 장점을 가지고있다. 또한 CTC의 검출 감도는 CELLSEARCH의 약 1000배에 달하는 것 같다.
또한, 연구팀은 보다 많은 모집단에서 레이저를 이용한 CTC 검출, 파괴 시스템을 테스트하고, 기존의 암 치료법과 결합하여 전이성 암에 미치는 영향을 조사 할 예정으로 있다.