[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = KAIST는 물리학과 박용근 교수와 생명과학과 김찬혁 교수 공동연구팀이 면역항암 세포의 활동을 정밀하게 측정·분석할 수 있는 새로운 3차원 인공지능 분석기술을 개발했다고 28일 밝혔다.
'입양전달 면역세포 치료'는 체내에서 면역세포를 추출한 후 외부에서 면역 능력을 강화시키고 다시 환자에게 주입해 암을 치료하는 방식이다.
'키메릭 항원 수용체' 또는 'CAR(Chimeric Antigen Receptor)'라고 불리는 이 기술은 유전자 재조합기술을 이용해 T세포와 같은 면역세포를 변형해 암세포와의 반응을 유도해 사멸시키는 치료 방법으로 면역세포 치료 방법 중 주목받고 있다.
CAR-T세포 치료는 높은 치료 효과로 큰 주목을 받으며 차세대 암 치료제로 급부상하고 있다.
연구팀은 CAR-T세포의 면역 시냅스(IS)를 정밀하고 체계적으로 연구할 수 있는 새로운 기술을 개발했다.
연구팀은 3D 홀로그래피 현미경 기술을 이용해 염색이나 전처리 없이 살아있는 상태의 CAR-T세포와 표적 암세포 간의 상호작용을 고속으로 측정하고 기존에 관찰하기 어려운 CAR-T와 암세포 간의 IS를 고해상도로 실시간 측정했다.
또 측정한 3D 세포 영상을 인공지능 신경망(CNN)을 이용해 분석, 3차원 공간에서 정확하게 IS 정보를 정량적으로 추출할 수 있는 기술을 개발했다.
연구팀은 이 기술을 활용해 빠른 CAR-T 면역 관문 형성 메커니즘을 추적할 수 있었을 뿐만 아니라 IS의 형태학적 특성이 CAR-T의 항암 효능과 연관이 있음을 확인했다.
연구팀은 3차원 IS 정보가 새로운 표적 항암 치료제의 초기 연구에 필요한 정량적 지표를 제공할 것이라고 기대하고 있다.
이번 연구에는 KAIST 기술을 바탕으로 창업한 두 기업이 공동으로 참여했다. 3차원 홀로그래픽 현미경을 상업화한 토모큐브사의 현미경 장비를 이용해 면역세포가 측정됐고 토모큐브 社의 인공지능 연구팀이 알고리즘 개발에 참여했다.
여기에 국내 최초 CAR-T 기반 치료제 기업인 ㈜큐로셀이 이번 연구에 공동 참여해 위의 결과를 낼 수 있었다.
이번 연구는 한국연구재단 리더연구사업, 바이오·의료기술개발사업, 중견연구자지원사업, KAIST Up program의 지원을 받아 수행됐다.
연구성과는 국제적으로 권위 있는 생물학술지 '이라이프(eLife)' 온라인 판에 최근 실렸다.
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