피 한 방울로 알츠하이머 치매 진단

■ 피 한 방울로 알츠하이머 치매 진단

● KAIST 바이오센서 개발, 기존 센서 보다 100배 민감

한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 박찬범. 스티브 박 교수 연구팀이 피 한 방울로 중증 알츠하이머치매를 진단할 수 있는 탄소 나노 튜브 바이오 센서를 개발했다고 2020년 01월 15일 밝혔다. 치매(Alzheimer Dementia)는 노인 퇴행에 의한 알츠하이머(Alzheimer)성 치매가 55%를 차지한다. 이어 뇌에 공급되는 혈류량이 줄어 나타나는 혈관성 치매가 약 25%이다. 나머지는 알코올. 파킨슨(parkinson)병. 뇌종양. 약물. 갑상선 기능 저하증으로 나타난다.

현재 전 세계 65세 이상 인구의 10%가 알츠하이머 치매(Alzheimer Dementia)로 고통 받고 있다. 양전자 단층 촬영(PET)이나 자기 공명 영상 진단(MRI) 장비를 사용해서 진단하지만, 가격이 비싸서 저렴하면서도 정확한 진단 기술의 필요성이 제기된다. 연구팀은 '랭뮤어 블로젯 기술' (용액 위에 떠 있는 나노 입자를 표면 압력을 조절해서 원하는 배열로 단층 제작하는 기법)을 이용하여 고밀도로 탄소 나노 튜브를 정렬한 진단 센서를 개발했다.

탄소 나노 튜브는 지름이 나노 미터(㎚·10억분의 1ｍ) 수준인 원기둥 모양의 탄소 소재이다. 무작위로 방향성을 가질 때 보다 정렬할 때에 저항을 최소한으로 줄임으로써 분석물 측정의 민감성을 높일 수 있다. 실제 개발된 센서는 기존 탄소 나노 튜브 기반 바이오 센서 대비 100배 이상의 민감도를 보였다.

이 센서는 알츠하이머병(Alzheimer'S Disease)의 대표적인 바이오 마커(질병의 진행 정도를 진단하는 생물학적 지표)인 β-amyloid 40, β-amyloid 42, 총 tau-protein, 과인산화된 tau-protein 등 4가지 종류의 농도를 동시에 측정할 수 있다. 개발된 센서를 이용해서 실제 알츠하이머 환자와 정상인의 혈액 샘플을 비교하여 4종의 바이오 마커 농도를 측정한 결과, 민감도는 90%, 정확도는 88.6%를 보였다.

기존 센서 보다 측정 방식이 간편하고, 제작 비용도 저렴하다고 연구팀은 설명했다. 박찬범 교수는 "이번 연구는 이미 알츠하이머병으로 확정된 중증 환자들을 대상으로 했다. 치매 전 단계인 경도 인지 장애 환자의 진단 가능성을 테스트하기 위해서는 코호트 (특정 인구 집단) 연구 지원이 필요하다"고 말했다.