해외언론동향
해외언론동향 내용 담당 :생명윤리안전정책연구팀 : 02-737-8452,
게재 일자 : 2020-02-05 
키워드 : 정밀의학, precision medicine, 뇌종양 칩, brain chip, glioblastoma, GBM, IEEE Engineering 

기기는 기록적인 시간안에 최적의 항암제 조합을 선택함

 

휴스턴 대학교의 Akay 연구실 의생명과학연구팀은 이전에 실험실에서 개발된 미세유체 뇌종양 칩의 개선을 발표함. 이 새로운 칩은 모든 병의 50%를 차지하는 가장 흔한 악성 뇌종양 인 교모세포종(GBM) 환자에 대한 다중-동시 약물 투여와 약물 반응의 대규모 병행 시험을 가능하게 함. GBM 환자는 5년 생존율이 5.6%에 불과함.

 

"새로운 칩은 종양 스페로이드 또는 클러스터를 생성하고 다양한 농도 및 약물 조합에 대한 GBM 종양 세포의 반응에 대한 대규모 평가를 제공합니다. 이 플랫폼은 GBM 환자에서 추출한 희귀 종양 샘플의 사용을 최적화하여 종양 성장과 약물 요법에 대한 반응에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 수 있습니다." 라고 John S. Dunn Endowed 의용공학 교수 및 부서장인 Metin Akay가 발표함. 이 논문은 의학 및 생물학 학회(Medicine & Biology Society)의 의학 및 생물학 엔지니어링 개방형 저널(Open Journal of Engineering in Medicine and Biology)IEEE Engineering의 첫 번째 호에 실렸음.

 

항암제의 효과를 신속하게 평가할 수 있는 것은 화학 요법 약물 투여 후 몇 개월 동안 검사하고 첫 번째 약물이 효과가 없는 경우 환자에게 다른 약물로 전환하는 전형적인 암 프로토콜에 비해 현저한 향상이 될 것임. 새로운 기기는 단 2주 만에 최적의 약물 조합을 결정할 수 있음. "우리가 환자에게 필요한 약물 조합과 각각의 정확한 비율을 의사에게 알릴 수 있다면 이것이 정밀 의학입니다."

 

Akay의 팀은 종양 생검 한 조각을 채취하여 배양하여 칩에 넣음. 그런 다음 화학 요법 약물을 칩의 미세밸브에 추가하여 최적의 약물 조합과 가장 많은 종양 세포를 죽이는 특정 비율을 결정함.

 

연구팀은 GBM 세포주뿐만 아니라 시험관 내(in vitro) 환자 유래 GBM 세포로부터 3D 종양 스페로이드(spheroids) 또는 클러스터를 배양하고 테모졸로마이드(Temozolomide)와 핵 인자 -κB 억제제의 조합이 종양 성장에 미치는 영향을 조사했음.

 

"우리의 연구는 이들 약물이 병용 시 스페로이드 형성을 억제하는 데 시너지 효과가 있는 것으로 밝혀졌으며, 이 뇌종양 칩은 시험관 내에서 3D 암 종양에 대한 대규모의 저렴하고 효과적인 샘플 스크리닝을 가능하게 합니다. 또한 이 플랫폼은 관련 조직 공학 약물 선별 연구에 적용할 수 있습니다." 라고 Yasmine Akay 부교수가 말했음. 그녀는 연구조교수인 Naze Gul Avci와 박사후 연구원인 Hui Xia와 연구팀으로 합류했음. 조직 샘플은 프로젝트 협력자인 UT HealthMcGovern Medical School의 신경 종양학장이자 의사인 Jay-Jiguang Zhu가 제공함.

 

시험관 내에서 샘플 손실을 최소화하기 위해, 팀은 추가의 층류 분포 층을 더해 기존의 뇌종양 칩 시스템을 개선하여, 세포 씨딩(seeding)동안 샘플 손실을 줄이고 스페로이드가 이탈하는 것을 예방함. 이것은 각 스페로이드 사이의 일관된 약물 검사를 위해 스페로이드가 칩 전체에 균일하게 형성되도록 함.  

 

저널 원문: https://ieeexplore.ieee.org/document/8945401

(Hui Xia, Naze G. Avci, Yasemin Akay, Yoshua Esquenazi Levy, Lisa H. Schmitt, Nitin Tandon, Jay Jiguang Zhu, Metin Akay. Temozolomide in Combination with NF-κB Inhibitor Significantly Disrupts the Glioblastoma Multiforme Spheroid Formation. IEEE Open Journal of Engineering in Medicine and Biology, 2020; 1 DOI: 10.1109/OJEMB.2019.2962801)

 

기사출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2020/01/200116141133.htm

사진출처: https://www.tmc.edu/news/2020/01/improved-brain-chip-for-precision-medicine/

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