인간의 체질 변화는 분비되는 화학물질에도 영향을 주기 때문에, 뛰어난 후각을 가진 개에게 암 여부를 판별하게 하거나, 코로나 감염자를 구분하게 한다는 연구가 진행되고 있는데, 미시간 주립대학교 연구팀이, 메뚜기의 뇌와 촉각을 사용해 입안에 생기는 구강암을 발견하는 방법을 발표했다.
체내의 혈액이나 기도에 존재하는 휘발성유기화학물질(VOC)을 호흡으로부터 검출해 질환을 검출하는 "호기분석"은, 주사하거나 외과수술을 하지 않는 비침습적인 검사 방법이다.
최근에는 이미 폐암이나 유방암 등 여러 암과 관련된 것으로 생각되는 VOC가 발견되어, 암의 조기 발견으로 이어질 것으로 기대되고 있다.
그러나, 내쉬는 숨(호기)에 포함되는 VOC는 100만분의 1에서 1조분의 1이라는 농도이기 때문에, 그만큼 적은 양밖에 호기에 포함되지 않는 VOC를 검출하기 위한 센서를 개발하는 것은 매우 어렵다. 거기서, 인간의 수십만배나 후각이 날카로운 개의 사용이 검토되거나 전용의 고감도 센서와 시스템을 조합한 "전자 코"가 개발되고 있다.
미시간 주립대학교 연구팀은, 큰 촉각을 가지고 주위 공기의 화학 변화를 감지할 수 있는 메뚜기의 촉각을 이용하는 방법을 연구.
연구팀의 실험은 매우 간단한 것으로, 5살 가량의 메뚜기 수컷과 암컷으로부터 뇌를 산 채로 꺼내 전극을 매립하고, 암세포로부터 휘발하는 VOC에 노출시켜 그 때의 뇌파를 측정하는 것이다.
연구팀에 따르면, 암세포는 에너지 생산을 위한 대사가 정상적인 세포와 다르기 때문에, VOC에서 암세포임을 판별할 수 있다는 것. 암세포는 인간의 잇몸에서 채취된 것과 혀에서 채취되는 것 등 총 3가지 유형이 사용되었다.
아래 이미지 중 아래 3단이 구강암세포. 맨 위의 "HaCaT"는 대조하기 위해 마련된 정상적인 표피각화세포이다.
실험 결과, 메뚜기의 뇌는 암세포와 정상적인 세포에서 뇌파가 다른것으로 판명됐고, 메뚜기의 촉각과 뇌에서 암세포 유래 VOC를 검출하는 데 성공했다는 것. 검출 시간은 길어야 250mm초로, 검출 작업이 한순간에 끝나는 것이 이번 방법의 이점이라고 연구팀은 평가하고 있다.
연구팀은, "살아있는 곤충의 뇌를 사용해 암을 검출 한 것은 이번 대처가 처음"이라고 말하고, 이번 방법에서는 암을 감지하는 시스템에 필요한 신호를 얻기 위해 6~10마리분의 메뚜기를 사용해야 한다고 하는데, 연구팀은 연구를 더 진행해 사용하는 메뚜기의 뇌를 1마리분으로 억제할 수 있도록 계획하고 있다.
연구팀은 잘하면 암 검출 시스템을 휴대할 수 있을 정도로 콤팩트하게 만들 수 있을지도 모른다고 기대하고 있다는....
