[이슈메이커=임성희 기자]
‘나노기술’로 질병 ‘진단’과 ‘치료’를 동시에
치료(therapy)와 진단(diagnosis)을 합친 테라그노시스(Theragnosis) 기술
‘정밀의학’에 이바지할 나노기술 기대
바이오기술은 정밀의학을 향하고 있고, 정밀의학의 핵심은 나노기술이다. 작으면 작을수록 정확도가 높아지기 때문에, 질병의 정확한 진단과 치료의 핵심은 나노기술이라고 말할 수 있다. 암세포만 찾아서 치료하는 기술, 정확하게 바이러스를 진단하는 기술, 모두 나노기술에 기반을 두고 있다. 나노입자를 다루는 화학공학자의 눈으로 생명공학인 정밀의학의 미래를 이야기하는 최진하 교수를 만나봤다.
크리스퍼 유전자 가위 활용한 진단기술
2012년 사이언스에 크리스퍼 유전자 가위 논문이 발표되고, 이 기술은 최첨단 생명공학 발전에 많은 기여를 했다. 특히 코로나 19 팬데믹을 맞아, 이를 활용한 백신과 진단키트가 출시되며, 인류의 건강과 생명을 돌보는데 중요한 기술이라는 인식이 강해졌다. 2020년 크리스퍼 유전자 가위 논문을 발표한 다우드나 교수는 노벨 화학상을 거머쥐었다. 이후 많은 연구자가 크리스퍼 유전자 가위 기술을 활용한 다양한 연구를 시도하고 있으며, 그중 전북대 최진하 교수는 진단 분야에서 주목받는 신진연구자다. 나노입자로 생체물질을 측정하거나 약물을 전달하는 연구를 하던 그는 크리스퍼 유전자가위 기술이 세상에 선보이며 이를 기존 연구에 활용하는 연구를 시작했다. 어떻게 보면 기존 그의 연구에 크리스퍼 유전자가위 기술이라는 좀 더 세련되고 정확한, 다시 말해 강력한 툴을 추가 장착했다고 볼 수 있다. 그리고 바이오센서 분야에서 두드러진 성과를 내며 2021년 3월 전북대에 부임한 최진하 교수는 나노메디컬공학연구실을 꾸려 의학 관련 다양한 분야의 가능성을 활짝 열고 연구와 교육에 매진하고 있다.
‘나노’ 기반으로 진단과 치료 플랫폼 구축
2016년 크리스퍼 가위 성질을 이용한 진단 연구가 활발해지면서, 자르고자 하는 유전자 외에 부수적 절단이 발견됐고 이는 바이오센서로 활용됐다. 최진하 교수는 이 바이오센서에 그가 가지고 있는 나노기술을 접목하여 좀 더 정확하고 빠르고 간단한 바이오센서로 두각을 나타냈다. 그는 인간의 모든 질병을 염두에 두고 크리스퍼 가위 기술을 활용한 진단 플랫폼을 만들겠다는 각오다. “현재는 진단에 포커스를 맞추고 있지만, 박사후과정에서 약물전달시스템을 연구했기에, 향후 진단과 치료를 동시에 하는 테라그노시스 기술까지 연구를 확장할 예정입니다” 최진하 교수가 이야기하는 약물전달시스템(drug delivery system, DDS)은 치료의 개념으로 약물을 나노입자에 실어 문제가 있는 부위에 정확히 보내 치료의 효율을 높이겠다는 것이다. 소위, 표적 치료로, 생체적합성은 물론 임무 완료 후 체외배출이라는 숙제까지 부여된 어려운 주제이기도 하다. 관련해서 ‘크리스퍼 플라즈모닉 나노복합체 개발 및 이를 이용한 암 테라그노시스’ 우수신진과제를 진행하고 있다. “크리스퍼 유전자 가위는 원인과 결과가 명확한 질병의 유전자교정이 가능해 현재 유전병 등의 치료에 활용되고 있습니다. 인간의 다양한 질병을 치료하기 위해선 유전자교정만으로는 완벽하지 않습니다. 여기에 나노입자 기반의 약물전달 기술까지 더해진다면 치료 효과를 더 높일 수 있다고 생각합니다” 현재 그는 진단시스템 구축을 위한 연구수행에 집중하고 있으며 중장기적으로는 치료 플랫폼까지 구축하겠다는 계획이다. 인간의 모든 질병을 진단하고 치료할 수 있는 플랫폼을 만든다는 건 인간의 생명 연장과 관련된 굉장히 중요한 의학기술이며, 나노기술과의 융합으로 정밀의학으로 가는 지름길을 제시할 수 있다. 최 교수는 인간 생명과 관련된 모든 것들을 두루 다루는 연구그룹으로 이해하면 좋을 것 같다고 설명했다. 그의 연구영역은 빛의 빨주노초파남보 스펙트럼처럼 넓다. 그 의지가 담대하면서도 무지개처럼 빛난다. 즉, 희망적이라는 이야기다.
“꿈만 같은 교수 생활, 건강한 장수라는 인류의 꿈 이루기 위해 노력할 것”
교수 3년 차지만, 여전히 교수로 있는 게 꿈만 같다며 최 교수는 “학부 때부터 꿈꾸던 교수였는데, 진짜로 교수가 되니 정말 꿈만 같고 아직도 실감이 안 나는 것 같아요”라고 말했다. 교수라는 존재 자체로도 행복해하는 그의 모습을 글로 다 담을 수 없어 아쉽다. 연구와 교육을 천직으로 여겼기에, 그 어려운 교수가 되는 과정을 견뎌낼 수 있었다며 그는 앞으로 연구와 교육에의 더 큰 의지를 전달했다. 최 교수는 약물전달시스템을 더 발전시키기 위해 시간과 비용이 많이 들고 동물윤리 문제가 있는 실험용 쥐를 대체할 수 있는 오가노이드 같은 생체 외 모델에도 도전해보고 싶다는 바람을 밝혔다. 생명 연장은 인류의 꿈이다. 교수의 꿈을 이룬 최진하 교수는 인류의 꿈도 이루기 위해 도전하고 있다.
