아이빔테크놀로지, 살아있는 세포 직접 관찰하는 올인원 현미경 개발

아이빔테크놀로지의 세계 최초 All-In-One 생체현미경.<사진=KAIST 제공>
아이빔테크놀로지의 세계 최초 All-In-One 생체현미경.<사진=KAIST 제공>
KAIST(총장 신성철)는 김필한 나노과학기술대학원 교수 연구팀이 소속된 교원창업기업 아이빔테크놀로지가 3차원 올인원 생체 현미경인 'IVM-CM'과 'IVM-C'를 개발했다고 5일 밝혔다.

이는 김필한 교수 연구팀의 생체현미경(IVM) 원천기술을 토대로 개발했으며 미래 글로벌 바이오헬스 시장에 활용될 예정이다.

'IVM-C'와 'IVM-CM'은 인간 질환의 복잡한 발생 과정을 밝히기 위한 기초 의·생명 연구의 차세대 첨단 영상장비다.

생체현미경은 바이오제약 분야에서 크게 주목받고 있다. 최근 바이오제약 산업은 단순 합성약물개발보다 생체의 미세 구성단위인 세포 수준에서 복합적으로 작용하는 면역치료제, 세포치료제, 유전자치료제, 항체치료제 등 새로운 개념의 바이오의약품 개발에 집중하고 있다.

인체는 수없이 많은 세포들이 복잡한 상호작용을 통해 동작한다. 그러나 현재 신약개발 전임상 단계에서는 시험관 내(in-vitro)와 생체 외(ex-vivo) 실험처럼 상호작용이 일어나지 않는 방식의 연구가 주로 수행되고 있다.

이러한 실험 결과들로만 얻은 결과로 임상시험에 진입한다면 오류와 실패의 가능성이 높아진다. 따라서 신약개발을 위한 임상시험 전 마지막 단계에서 반드시 살아있는 동물에서의 생체 내(in-vivo) 실험으로 효능 분석이 진행돼야 한다.

생체현미경 기술은 바로 이 과정에서 살아있는 동물 내부의 목표로 하는 세포·단백질과 주입된 물질의 움직임을 동시에 3차원 고해상도 영상으로 직접 관찰할 수 있어 시험 결과의 오류·시간·비용을 현저히 줄인다.

기존 현미경 기술을 살아있는 생체에 적용하려면 영상획득 과정 동안 생체를 유지하기 위한 여러 추가적인 장비가 필요하다. 또 영상 속도와 해상도의 한계로 인해 생체 내부의 세포를 직접 관찰하기 어려웠다.

아이빔테크놀로지의 'IVM-C'와 'IVM-CM' 모델은 올인원 3차원 생체현미경 제품으로 살아있는 생체 내부조직을 구성하는 세포들을 고해상도로 직접 관찰할 수 있다.

기존 MRI나 CT 등으로 불가능했던 신체의 다양한 장기 내부에서 움직이는 세포들을 하나하나 구별해 관찰하는 것이 가능하다. 이를 통해 다양한 질병이 몸속에서 발생하는 과정에 대해 자세한 세포 단위 영상 정보를 제공할 수 있다.

특히 'IVM-C'와 'IVM-CM' 모델은 초고속 레이저 스캐닝 기술을 이용해 기존 기술 수준을 뛰어넘는 고해상도와 정밀도로 살아있는 생체 내부의 다양한 세포와 단백질 등 분자를 동시에 영상화할 수 있다.

'IVM-C' 모델은 살아있는 생체 내부의 고해상도 공초점 영상을 총 4가지 색으로 동시에 획득할 수 있다. 'IVM-CM' 모델은 공초점 영상과 더불어 고속펄스레이저를 이용한 다중광자 영상까지 획득할 수 있다.

김필한 교수는 'IVM-C와 IVM-CM은 세포치료제, 면역치료제, 신약·선도물질 효능 분석 등 생체 내 환경에서 단일 세포 단위의 정밀한 효능을 분석할 수 있다"라며 글로벌 바이오헬스 시장을 개척하는 차세대 의료·의약 기술 발전을 가속화할 핵심 기술이 될 것이다”고 말했다.

한편, 아이빔테크놀로지는 시장성과 성장 가능성을 높게 평가받아 창업 후 3개월 만인 작년 9월 30억 원의 투자 유치를 달성한 바 있다.

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