나노 물질이 몸 속에서 종양을 찾아냅니다
-
0:01 - 0:04예전에 트랜지스터 하나가
차지하던 공간에 -
0:04 - 0:07지금은 10억 개를 넣을 수 있습니다.
-
0:08 - 0:12방 하나만큼 크던 컴퓨터가
-
0:12 - 0:14주머니에 들어갈 만큼 작아졌지요.
-
0:14 - 0:17미래의 세상은 작다고 할 수도 있겠죠.
-
0:18 - 0:19엔지니어로서
-
0:19 - 0:23저는 컴퓨터가 급격히 소형화된 점이
인상깊었습니다. -
0:23 - 0:24내과 의사로서
-
0:24 - 0:30급증하는 질병으로
목숨을 잃는 환자를 줄이는데 -
0:30 - 0:34이 기술을 활용하면 어떨까
생각했습니다. -
0:34 - 0:36암.
-
0:36 - 0:37제가 암이라고 하면
-
0:37 - 0:41다들 암을 치료하는 일을
말하는 걸로 알죠. -
0:41 - 0:42그렇긴 합니다.
-
0:42 - 0:43하지만
-
0:43 - 0:46암을 조기에 발견하고 예방하면
생명을 살릴 기회는 -
0:46 - 0:49엄청나게 높아집니다.
-
0:50 - 0:55암 사망의 2/3 이상은
-
0:55 - 0:58요즘 기술로도
충분히 막을 수 있습니다. -
0:58 - 1:01백신이나 적시 검진같은 것들이죠.
-
1:01 - 1:04물론 금연도 포함되구요.
-
1:04 - 1:08하지만 최고의 방법과 기술을 써도
-
1:08 - 1:10어떤 종양은 10년간 자라나
-
1:10 - 1:145천만 개의 암세포로 강해지고 나서야
-
1:14 - 1:17발견됩니다.
-
1:18 - 1:20만약 우리가 이런 치명적인 암을
-
1:20 - 1:23더 일찍 발견할 수 있다면 어떨까요?
-
1:23 - 1:24암이 발생하기 시작하고
-
1:24 - 1:27이를 제거할 수 있을 때 말입니다.
-
1:27 - 1:30소형화 기술이 여기에 어떻게 사용되는지
말씀드리겠습니다. -
1:31 - 1:33이건 보통 연구실에 있는 현미경인데요.
-
1:33 - 1:37병리학자가 생검이나
팹 테스트(자궁암 조기 검사)를 위해서 -
1:37 - 1:39조직 표본을 살펴볼 때 쓰지요.
-
1:40 - 1:42누군가는 수년간 전문 수련을 받고
-
1:42 - 1:45700만원짜리 이 현미경으로
-
1:45 - 1:47암세포를 찾을 겁니다.
-
1:48 - 1:51이것은 라이스 대학의 제 동료인
레베카 리차드 코텀이 보내준 -
1:51 - 1:53이미지입니다.
-
1:53 - 1:57그 팀에서는 이 현미경 전체를 축소해서
-
1:57 - 1:59광섬유 끝에 달기 좋은
-
1:59 - 2:01만원 짜리 작은 부품으로 만들었습니다.
-
2:02 - 2:06이제 환자에게서 샘플을 채취해
-
2:06 - 2:07현미경으로 가져오는 대신에
-
2:07 - 2:10현미경을 환자에게로 가져갈 수
있게 된거죠. -
2:10 - 2:15그리고 전문가가 이미지를 보는 대신에
-
2:15 - 2:20컴퓨터를 훈련시켜 정상 세포와 암세포를
찾아보게 합니다. -
2:20 - 2:21이 부분이 중요한거죠.
-
2:21 - 2:24왜냐면 시골 마을에서는
-
2:24 - 2:28이동 검사 차량으로 방문해
-
2:28 - 2:30검사를 하고
-
2:30 - 2:32샘플을 모아
-
2:32 - 2:35병원 본부에 분석을 의뢰하러 보내고
-
2:35 - 2:36며칠 후
-
2:36 - 2:39환자는 비정상적인 검사 결과를 통보받고
-
2:39 - 2:41병원으로 오라는 얘기를 듣죠.
-
2:41 - 2:45그 환자들의 반은 형편이 안되서
병원을 방문하지도 못합니다. -
2:46 - 2:49현미경과 컴퓨터 분석이 통합되어
-
2:49 - 2:52레베카와 동료들은
진단과 치료 장비를 갖춘 차량을 -
2:52 - 2:56만들 수 있었습니다.
-
2:56 - 2:59그래서 현장에서
-
2:59 - 3:01진단하고 치료를 해서
-
3:01 - 3:03후속 치료를 놓치는 사람이 없죠.
-
3:04 - 3:08이것은 소형화 기술이 생명을 구하는
사례 중 하나일 뿐입니다. -
3:08 - 3:09이번에는 공학자로서
-
3:09 - 3:12우리는 이런 것을 '그대로 소형화'라고
생각했습니다. -
3:12 - 3:15커다란 것을 작게 만들죠.
-
3:15 - 3:17하지만 제가 앞서 컴퓨터를
-
3:17 - 3:19어디로든 가져갈 정도로
충분히 작게 만들면 -
3:19 - 3:23우리 생명도 구할 거라고
말씀드렸지요. -
3:24 - 3:28그러면 의약에서
이에 해당되는 것은 뭘까요? -
3:28 - 3:32자, 아주 작은 탐지기가
-
3:32 - 3:36우리 몸을 돌아다니다가
-
3:36 - 3:38스스로 종양을 발견하고
-
3:38 - 3:41외부에 알려주면 어떨까요?
-
3:41 - 3:43공상 과학처럼 들리시죠.
-
3:43 - 3:47하지만 사실 나노기술로
이렇게 할 수 있습니다. -
3:47 - 3:52나노 기술로 탐지기를
-
3:52 - 3:54사람 머리카락의 두께만큼 줄이면
-
3:54 - 3:56100 마이크론이 되는데
-
3:56 - 3:58이걸 천 배 더 줄이면
-
3:58 - 4:00100 나노미터가 됩니다.
-
4:00 - 4:03그러면 엄청난 일이 가능해져요.
-
4:04 - 4:07물질은 나노 단위가 되면
-
4:07 - 4:09속성이 바뀝니다.
-
4:09 - 4:12금을 예로 들면
-
4:12 - 4:15먼지로 갈아서
금 나노 입자로 만들면 -
4:15 - 4:18금으로 보이지 않고
붉게 보이지요. -
4:19 - 4:23셀렌화 카드뮴같은 좀 더 낯선
물질을 예로 들어볼까요. -
4:23 - 4:25이 물질은 원래 큰 검은 결정을
형성하는데 -
4:25 - 4:28나노 결정으로 만들어
-
4:28 - 4:29액체에 넣으면
-
4:29 - 4:31빛나는 불빛을
-
4:31 - 4:32얻을 수 있어요.
-
4:32 - 4:38크기에 따라 파랑, 초록,
노랑, 주황, 빨강으로 -
4:38 - 4:40변합니다.
-
4:41 - 4:45말도 안되죠! 매크로 세상에서
이런 물체를 상상할 수 있나요? -
4:45 - 4:51내 옷장의 청바지가
모두 면 소재인데도 -
4:52 - 4:56크기만 다르면 색상도 달라지는 것과
같다구요. -
4:56 - 4:58(웃음)
-
4:59 - 5:01그래서 의사로서
-
5:01 - 5:03저는 나노 단위의 크기에 따라
-
5:03 - 5:05물질의 색상이 달라지는 것 만큼이나
-
5:05 - 5:07몸 속을 돌아다니는 방식도
-
5:07 - 5:11
달라진다는 점이 흥미로왔습니다. -
5:11 - 5:14이런 관찰 결과를 이용해
-
5:14 - 5:16더 나은 암 탐지기를 만들 것입니다.
-
5:16 - 5:18제가 말씀드리는 내용을
보여드리겠습니다. -
5:19 - 5:21이건 몸 속의 혈관입니다.
-
5:21 - 5:23혈관을 종양이 감싸고 있지요.
-
5:24 - 5:27나노 입자를 혈관에 주입하면
-
5:27 - 5:31혈류를 타고
어떻게 종양으로 가는지 보겠습니다. -
5:31 - 5:36종양의 혈관에는 새는 구멍이 있는데
-
5:36 - 5:40혈류에 있던 나노 입자는
이 구멍으로 빠져나와 종양으로 갑니다. -
5:41 - 5:44나노입자의 크기에 따라
빠져나올지 말지 결정되죠. -
5:44 - 5:45이 영상에서
-
5:45 - 5:50파랑색인 100 나노미터짜리
작은 나노 입자가 새어 나오고 있고 -
5:50 - 5:53빨간색인 500 나노미터짜리
큰 나노 입자는 -
5:53 - 5:55혈류에 남아 있지요.
-
5:55 - 5:57공학자의 눈으로 보니
-
5:57 - 6:01입자를 어떤 크기로 만드느냐에 따라
-
6:01 - 6:04몸의 어디로 보낼지
정할 수 있겠더라구요. -
6:05 - 6:10우리 연구실에서 최근에
나노 암 탐지기를 만들었는데 -
6:10 - 6:15아주 작아서 몸 속을 다니며
종양을 찾아줍니다. -
6:15 - 6:20종양이 증식하는지를
감지하도록 설계했지요. -
6:20 - 6:24다시 말해, 종양이 증식될 때 발생되는
화학 신호들을 알아차립니다. -
6:25 - 6:28종양이 발생한 조직에서
밖으로 커져 나오려면 -
6:28 - 6:31근육의 기반이 되는 부분을
잘게 뜯어서 나와야 하는데 -
6:31 - 6:33이 때 효소라고 하는
화학 물질을 만들어 냅니다. -
6:34 - 6:38이 효소가 우리가 만든 나노 입자를
가동시키게 만든거지요. -
6:39 - 6:45효소 하나로 이런 화학 반응 천 개를
활성화하는데 한 시간이 걸리지 않습니다. -
6:45 - 6:49공학에서는 이렇게 1 대 1000로
-
6:49 - 6:51반응하는 것을 증폭이라고 하는데
-
6:51 - 6:53초고감도 장비를 만들 수 있습니다.
-
6:53 - 6:57우리는 초고감도 암 탐지기를 만들었구요.
-
6:57 - 7:02자 그런데 이런 신호를 어떻게
외부로 보내 -
7:02 - 7:04제가 조치할 수 있을까요?
-
7:04 - 7:07우리는 콩팥과 관련한
-
7:07 - 7:09나노 생물학 기술을 이용할 겁니다.
-
7:10 - 7:12콩팥은 필터죠.
-
7:12 - 7:17혈액을 거르고 남은 찌꺼기를
소변으로 보냅니다. -
7:17 - 7:20콩팥은 물질의 크기를 기준으로
-
7:20 - 7:22입자를 걸러냅니다.
-
7:23 - 7:25이 영상에서 보시듯이
-
7:25 - 7:28혈액이 콩팥을 지나면
5 나노미터보다 작은 건 -
7:28 - 7:32모두 소변으로 가고
-
7:32 - 7:35그보다 큰 건 모두 남지요.
-
7:35 - 7:40그러니까 제가 100 나노미터짜리
암 탐지기를 만들어 -
7:40 - 7:43혈관에 주입하면
-
7:43 - 7:48탐지기는 종양으로 침투해서
-
7:48 - 7:50종양 효소에 의해 활성화되어
-
7:50 - 7:54콩팥을 통과할 정도로 작은 물질을
방출하는 겁니다. -
7:54 - 7:56이 물질이 소변으로 나오면
-
7:56 - 8:00저는 외부에서 그걸 감지하면 되겠죠.
-
8:01 - 8:03그런데 한 가지 문제가 더 있어요.
-
8:03 - 8:04이 신호 물질이 아주 작은데
-
8:04 - 8:06제가 어떻게 감지하죠?
-
8:07 - 8:09신호라고 해봐야 분자 하나일 뿐인데요.
-
8:09 - 8:12공학자들이 만든 분자예요.
-
8:12 - 8:15완전 합성 물질이니
-
8:15 - 8:18우리 용도대로 만들 수 있지요.
-
8:18 - 8:22질량 분석기라는
-
8:22 - 8:24아주 멋지고 똑똑한 장비를 쓴다면
-
8:24 - 8:26질량이 독특한 분자를
만드는 겁니다. -
8:27 - 8:30아니면 더 저렴하고 휴대할 만한 것도
좋겠지요. -
8:30 - 8:31그러면 분자를 만들어서
임신 테스트기같은 -
8:34 - 8:36종이로 감지할 수 있습니다.
-
8:36 - 8:39사실 진단 분야에
-
8:39 - 8:43온갖 종류의 진단지 테스트가
나오고 있습니다. -
8:44 - 8:46자, 우리는 이걸로 뭘 할까요?
-
8:47 - 8:48제가 다음에 말씀드릴 것은
-
8:48 - 8:50제가 평생 연구하려는
-
8:50 - 8:52꿈에 대한 것입니다.
-
8:52 - 8:54약속이라고 말씀드릴 수는 없고
-
8:55 - 8:56꿈이라고 하겠습니다.
-
8:56 - 9:00우리는 앞으로 나가기 위해
지향할 꿈이 필요합니다 -
9:00 - 9:04암 연구자일지라도요.
어쩌면 암 연구자니까 더 그래야하죠. -
9:04 - 9:07제가 말씀드리려는 것은
이 기술로 제가 바라는 것을 만들어 -
9:07 - 9:11저와 팀이 심혈을 기울여서
-
9:11 - 9:13실현해 내겠다는 것입니다.
-
9:13 - 9:15그럼, 시작해보죠.
-
9:15 - 9:18언젠가는
-
9:18 - 9:22고가의 장비를 이용해서
-
9:22 - 9:23결장 내시술,
-
9:23 - 9:25유방 X선 촬영 검사,
-
9:25 - 9:26팹 검사를 하는 대신
-
9:27 - 9:28주사를 한 대 맞고
-
9:28 - 9:30한 시간 기다린 후
-
9:30 - 9:33종이에 소변 검사를 하게 될 거예요.
-
9:34 - 9:36제 생각에는
-
9:36 - 9:39지속적인 전력 공급이 없이도
-
9:39 - 9:42의학 전문가가 현장에 없이도
이렇게 될 수 있어요. -
9:42 - 9:43전문가는 멀리서
-
9:43 - 9:46스마트폰 영상으로 볼 수 있겠지요.
-
9:47 - 9:49허황되게 들리겠지만
-
9:49 - 9:52우리 연구실에서 이미 쥐를 대상으로
실험하고 있고 -
9:52 - 9:54폐암, 대장암이나 난소암을 발견하는 데
-
9:54 - 9:58기존 방법보다 탁월했습니다.
-
9:59 - 10:01이 연구로
-
10:01 - 10:06전 세계
-
10:06 - 10:09각계 각층 환자에게서
-
10:09 - 10:11종양이 발생한 지
10년이나 되기 전에 -
10:11 - 10:13암을 검진하여
-
10:13 - 10:16조기 치료로
-
10:16 - 10:20오늘날보다 더 많은 생명을 살리는 날이
-
10:20 - 10:21오기를 희망합니다.
-
10:22 - 10:23감사합니다.
-
10:23 - 10:30(박수)
- Title:
- 나노 물질이 몸 속에서 종양을 찾아냅니다
- Speaker:
- 상기타 바티아 (Sangeeta Bhatia)
- Description:
-
종양이 몸 속에 퍼지기 전에 고가의 검진 장비나 전력이 없어도 발견할 수 있다면 어떨까요? 내과의사이며 바이오공학자이자 기업가인 상기타 바티아는 인간의 질병을 이해,진단,치료하는 새로운 방법을 찾기 위해 여러 전문분야를 아우르는 연구소를 이끌고 있습니다. 암 사망의 3분의 2는 막을 수 있다고 말합니다. 이 연설에서는 복잡한 나노 과학을 명료하게 설명하고 수백만명의 생명을 살릴 급진적인 암 검진법에 대한 희망을 얘기합니다.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 10:43
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