유병(有病) 장수(長壽)시대가 오고 있다. 그렇다면 사람이 살아가는 동안 암(癌)에 걸릴 확률은 얼마나 될까. 의학계는 남성의 경우 3명 중 1명, 여성은 4명 중 1명이 암에 걸릴 것이라 보고 있다. 암은 사망률 높은 질환 조사에서 2위를 차지한다. 1위는 심혈관 질환.
         
전문가들은 암을 정복(征服)하기 위해 오랫동안 다양한 시도를 해왔다. 최근에는 생체로봇을 활용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 어떤 것들이 있을까.
    
1. 박테리아 로봇
  

      
생물인 박테리아와 무생물인 약물을 결합해 암을 진단·치료하는 의료용 로봇이다. 국내 연구진이 세계 최초로 개발했다. 박종오 전남대 교수팀이 개발한 직경 3㎛(마이크로미터)의 박테리아 로봇은 생물체인 박테리아와 약물이 들어 있는 마이크로구조체 등 두 부분으로 이뤄졌다. 사전 유전자 조작으로 독성을 없앤 박테리아는 편모를 움직여 조직이나 혈액 속을 유영하는데 항암제가 들어 있는 마이크로구조체를 암조직까지 밀고 간다. 박종오 교수진은 지난 2013년 국제 학술지 <사이언티픽 리포트>에 독성을 없앤 식중독균 살모넬라균의 머리에 항암제를 담은 구슬을 붙여 원하는 대로 조종할 수 있음을 입증했다고 밝힌 바 있다. 박 교수는 '박테리아'와 '로봇'을 합친 '박테리오봇(Bacteriobot)'이란 이름을 붙였다.
        
2. 마이크로 로봇
  

            
면역세포 중 하나인 대식세포 기반의 의료용 마이크로 로봇이다. 이 로봇을 이용하면 고형암 추적과 치료가 가능하다. 고형암이란 고형장기(위·대장·간 등)에 발생하는 암으로 대장암, 위암, 간암, 췌장암 등이 있다. 대식세포는 체내에 침입한 세균을 잡아먹는 세포다.
    
박석호 전남대 교수진은 2016년 7월 항암제가 주입된 대식세포를 마음대로 제어할 수 있는 마이크로 로봇을 개발했다고 밝혔다. 연구진에 따르면 항암제 입자와 산화철 입자를 고분자 구슬 안에 집어넣은 후 이를 대식세포에 넣으면 외부에서 자석을 이용해 마음대로 움직일 수 있다고 한다. 이런 방식으로 대식세포를 암세포가 있는 곳까지 이동시켜 암조직을 파괴한다. 면역세포를 이용한 방식은 인체에 거부반응이 없다는 점이 큰 장점이다.
     
3. 정자 로봇

      
와인코르크 따개 모양의 인공 자석을 정자 머리에 씌워 리모콘을 이용해 목적대로 움직이도록 한 초미세 로봇이다. 독일 드레스덴 통합나노과학연구소 과학자들이 지난해 개발했다. 이들은 정자 문제로 임신이 되지 않는 불임부부들에게 이 같은 방식을 적용했다. 운동력이 약한 정자에 인공자석 장치를 달아 난자로 다가가도록 해 수정이 이뤄지도록 한 것이다.
      
이 연구팀은 항암제를 장착한 정자로 자궁경부암을 치료할 수 있다는 사실도 발표했다. 배양 접시에서 키운 암세포 덩어리에 항암제 장착 정자들을 풀어놓았더니 사흘 만에 암세포 87%가 죽었다는 것이다. 연구팀은 항암제가 들어 있는 철제 투구를 정자 머리에 씌워 이를 리모콘을 통해 암 덩어리 쪽으로 유인했다. 그러자 정자는 난자에 결합할 때처럼 세포막을 녹이는 효소로 암세포로 파고들어가 항암제를 전달, 암세포를 파괴했다. 연구진은 정자는 여성 생식 기관에서 활동하도록 최적화돼 있어 자궁내막증, 자궁외임신 등 다양한 여성 질환 치료에 적용할 수 있다고 밝혔다.
    
4. 나노 로봇
     
금과 티타늄을 이용해 만든 나노 크기의 로봇이다. 초음파를 통해 나노 로봇을 제어, 암세포를 죽게 한다. 박재형 성균관대 교수팀이 지난해 개발했다. 박 교수팀에 따르면, 체내에 들어간 나노 로봇은 암세포 주변에 활성산소종을 발생시켰다. 이게 많아지면서 결과적으로 암세포가 크게 감소한다는 사실을 밝혀냈다. 박 교수팀은 초음파를 활용한 ‘광역동치료’도 고안했다. 광역동치료란 빛에 반응하는 광감각제를 이용해 활성산소종을 발생시켜 종양을 치료하는 기법이다. 박 교수팀은 정맥주사를 통해 나노로봇을 인체 내에 투여한 후 초음파로 원격 제어, 암세포에 도달하게 했다. 다시 초음파로 활성산소종을 발생시켜 마침내 암세포가 사멸하는 점을 확인했다.

     

글=백승구 월간조선 기자