ECLIPSE 프로젝트, 혈액·타액·소변으로 다양한 병원체를 빠르게 검출할 수 있는 저비용 휴대용 진단 플랫폼 개발
- 많은 저소득 국가에서는 인력, 물류망, 장비 등 감염병 발생에 대응하는 데 필요한 기반 시설이 부족함
- EIC의 지원을 받은 ECLIPSE 프로젝트는 이러한 문제를 해결하기 위해 신뢰성이 높고 저렴한 휴대용 병원체 탐지기의 프로토타입을 개발함
병원체를 정확하게 찾아 강한 빛으로 검출
- ECLIPSE 연구진이 해결해야 했던 핵심 과제는 크게 두 가지로, 그 첫 번째는 특정 병원체 또는 그 핵산을 높은 정확도로 식별하는 것임
- 이에 연구진은 바이러스의 분자 메커니즘을 이용해 특정 병원체 표면에 결합하는 ‘파지 샌드위치 분석*’ 기반 탐침을 개발함
* 정확도를 높이기 위해 서로 다른 두 분자가 미생물의 서로 다른 부위에 결합해 표적을 샌드위치처럼 둘러싸는 방식
- 두 번째 과제는 검체에 병원체가 극소량만 존재하더라도 충분히 강한 검출 신호를 만들어내는 것임
- 이를 위해 연구팀은 빛의 방출을 이용하는 고감도 검출 기술인 전기 화학발광(ECL)과 신호를 크게 증폭하는 생명공학 기술을 결합함
- 혈액·타액·소변 등의 검체를 ECLIPSE 플랫폼에 주입하면 바이러스 탐침이 부착된 자성 미세입자가 병원체를 포착하고, 전기 자극으로 발생하는 발광 신호의 세기를 통해 병원체의 양을 측정하게 됨
코로나19 바이러스 등 세 종류 병원체로 성능 검증
- 연구진은 플랫폼이 다양한 병원체에 적용될 수 있는지 확인하기 위해 SARS-CoV-2 바이러스, 슈도모나스(Pseudomonas) 세균, 리슈마니아(Leishmania) 원충 등 세 종류의 병원체를 대상으로 실험함
- SARS-CoV-2와 슈도모나스는 높은 민감도·특이도를 보였으나, 검체 품질 차이 등으로 재현성에는 한계가 확인됨
- 기생충은 숙주세포 내부에 존재해 검출이 어려워, 감염 백혈구를 표적으로 하는 등 특화된 접근이 필요하다고 연구진은 설명함
차기 팬데믹 대비부터 일상적 진단까지 활용 기대
- ECLIPSE는 향후 팬데믹에 대비해 감염병을 신속·정확하게 진단하고 추적하는 기술로 활용될 가능성이 있음
- 특히 플랫폼은 다양한 질병에 맞게 변형할 수 있어 암 진단과 일상적인 감염 진단·치료 결정 지원 등으로 확대 가능함
- 현재 연구진은 특허 확보와 스핀오프 기업 Bionys 설립을 완료했으며, 수의학 시장에 우선 진출한 뒤 사람 대상 의료 진단으로 확대할 계획임
ECLIPSE 프로젝트
- 기간: 2022.05~2025.10
- 예산: 268만 3,996만 유로 (EU 268만 3,996만 유로 지원)
- 기관: ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITA DI BOLOGNA (이탈리아)
