토모큐브, 독자 3D 홀로토모그래피 영상기술로 암·면역 연구 지평 넓힌다
홀로토모그래피와 인공지능 기술 결합 연구 결과 4건 AACR 발표
HT+AI 기반 '버추얼 바이오마커' 연구개발 플랫폼 소개 부스 전시
입력 2024.04.02 10:42 수정 2024.04.02 10:45
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3차원 세포 이미징 전문 기업 (주)토모큐브(대표 박용근, 홍기현)는 4월 5일부터 10일까지 미국 캘리포니아주 샌디에이고에서 열리는 미국암연구학회(AACR 2024) 연례 학술대회에 참석해  핵심 기술인 홀로토모그래피 임상적 효용성을 선보일 예정이다.

홀로토모그래피(HT)는 홀로그래피와 토모그래피의 원리를 이용해 세포와 조직 3차원 영상을 염색이나 전처리 없이 구현하는 차세대 현미경 기술이다. 기존 암 연구가 주로 2차원 영상에 한 정돼 있었던 것과 달리, 각종 세포 3차원 미세 구조를 입체적으로 관찰하며 각종 정량정보를 추출해내어 암 발생과 진행 과정에 대한 새로운 통찰을 제공한다. 또 인공지능 기술을 3D HT 영상 분석에 접목해 암세포와 면역세포, 기질세포 간 상호작용을 보다 정교하게 이해할 수 있다.

이번 학회에서는 토모큐브 2세대 홀로토모그래피 플랫폼인 HT-X1을 활용해 다양한 연구 결 과들이 소개될 예정이다. ▲ 생체 내 면역세포 종류 분류 및 실시간 상호작용 분석 ▲항암제 투여로 인한 장 오가노이드 손상 정밀 평가 ▲홀로토모그래피와 딥러닝 기반 가상 다중염색 (virtual staining) 기술 ▲위암 3D 종양모델 구축 및 면역관문억제제 치료 전후 종양미세환경 동태 분석 ▲다중오믹스 기술 통합 다중모달 3D 종양모델 개발 등이다.

특히 항체 염색 없이 세포의 고유 광학적 성질만으로 인간 면역세포(PBMC) 아형을 93.75%  정확도로 구분해 낼 수 있음을 입증했다. 이를 통해 기존 면역세포 살해(ICK) 분석 한계를 넘어 세포 간 실시간 상호작용을 무염색 방식으로 추적할 수 있게 됐다.

또 항암제로 인한 장 오가노이드의 손상 정도를 살아있는 상태에서 HT 기술을 활용해 실시간으로 관찰하고 정량화할 수 있는 새로운 방법론을 제시했다. 이를 활용하면 항암제 부작용을 최소화하는 적정 약물 농도를 투여 전 미리 예측할 수 있게 된다.

아울러 홀로토모그래피로 구현한 위암 3D 종양모델과 다중모달 3D 종양모델을 공개한다. 면역 관문억제제 치료 전후 종양미세환경 미시적 변화를 입체적으로 관찰하고, 전사체 및 분자 영상 데이터를 통합해 세포 수준 분자 특성과 세포 간 상호작용을 규명했다. 나아가 홀로토모그래피와 딥러닝 기술을 결합한 가상 다중염색 기법도 소개된다. 이 방식을 통 해 화학적 염색 없이 고수준 다중 바이오마커 영상을 구현할 수 있게 됐다.

박용근 토모큐브 대표는 "홀로토모그래피를 이용한 3D 암 모델링은 기존 2D 평면 기술로는 볼 수 없었던 종양의 미시적 구조와 진화 과정을 입체적으로 보여준다"며 "이를 바탕으로 새로운 바 이오마커를 개발, 치료 표적 및 신약후보 발굴에 크게 기여할 것"이라고 밝혔다.

토모큐브는 이번 AACR 학회를 통해 홀로토모그래피 기반 HT-X1 플랫폼을 활용한 연구결과를 소개함과 동시에, 전시부스를 통해 토모큐브 ‘버추얼 바이오마커(virtual biomarker)’ 개발 플 랫폼을 소개하고 글로벌 유수 기업, 연구팀들과 교류할 예정이다.

AACR은 매년 정기적으로 전세계 제약‧바이오 기업 및 업계 전문가들이 모여 최신 연구성과를 공유하는 세계에서 가장 권위 있는 암학회 중 하나다.  올해 AACR은 미국 샌디에이고 컨벤션 센터(San Diego Convention Center)에서 4월 5일부터 4월 10일(미국 현지시간)까지 진행된다.

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