굿모닝작전
내달 미국 일리노이주에서 열리는 미국암연구학회(AACR)에서 황태현 미국 밴더빌트대 의과대 교수(사진)는 일종의 교육세션인 ‘방법론 워크숍’(Methods Workshop)에 연사로 오를 예정이다. ‘정밀 종양학을 위한 종양면역미세환경의 AI 기반 3D 공간 매핑’(AI-driven 3D spatial mapping of the tumor immune microenvironment for precision oncology)이란 주제로 강단에 올라 홀로토모그래피 기술의 첨단에 대해 설명할 계획이다.
인공지능(AI)을 전공한 황 교수는 토모큐브의 기술력을 세계에서 가장 잘 활용하고 있는 전문가로 꼽힌다. 토모큐브 제품으로 촬영한 이미지를 AI를 이용해 3차원으로 만든 황교수팀의 결과물을 본 토모큐브 관계자가 혀를 내두를 정도다. 토모큐브는 광원을 레이저에서 LED로 바꾸고 해상도를 높인 2세대 홀로토모그래피를 세계에서 가장 먼저 상용화한 기업이다.
황 교수는 “보이는 것이 곧 믿는 것”이라며 “홀로토모그래피에 인공지능(AI)을 결합해 3차원으로 시각화하는 기술이 암 연구의 판을 바꿀 것”이라고 말했다.
HTAN ‘표준’으로 자리 잡는 토모큐브 기술력
황 교수는 현재 미국 국립암연구소(NCI) 주도의 HTAN(Human Tumor Atlas Network) 프로젝트에서도 토모큐브의 홀로토모그래피 기술을 활용하고 있다.HTAN은 종양의 3차원 지도를 제작하는 글로벌 연구 네트워크로, 황 교수는 이를 ‘표준’ 기술로 자리 잡을 수 있도록 포석을 마련하고 있다. 그는 “HTAN에서 사용하는 모든 데이터가 토모큐브 이미징을 기반으로 만들어지고 있다”며 “다른 기술도 있지만, 토모큐브 기술은 스테이닝(염색)이나 방사선을 필요로 하지 않아 가장 자연스러운 세포 분포를 관찰할 수 있다”고 설명했다.
홀로토모그래피는 기존의 형광 현미경이나 방사선 기반 이미징 기법과 달리, 외부 염색이나 표식을 필요로 하지 않고 살아있는 세포를 비침습적으로 3D 분석할 수 있는 혁신적인 기술이다. 이 방식은 레이저를 이용해 세포 내부의 굴절률 차이를 측정하고 이를 기반으로 고해상도 3D 이미지를 생성한다. 따라서 세포를 파괴하거나 인위적인 처리를 하지 않아, 자연 상태에서 세포가 어떻게 변화하는지 보다 정확히 관찰할 수 있다. 또한, 기존 기술과 달리 조직을 명확히 구별하면서도, 약물 반응을 실시간으로 분석하는 데 유리하다.
가령 클라우딘18.2 같은 항원이 암 조직에서만 발현되는 구조적 차이를 3D로 분석할 수 있어 환자 선별과 신약 개발에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 기존에는 현미경을 이용한 2D 분석이 주를 이루었지만, 홀로토모그래피를 활용하면 보다 정밀한 공간적 정보를 확보할 수 있다.
기술로 바꾸는 암 연구의 패러다임
황 교수는 머신러닝을 활용한 정밀 의료 연구를 꾸준히 진행해왔다. 그는 “AI 기반의 3D 분석 기술은 암뿐만 아니라 자가면역질환 등 다양한 질환 연구에도 활용될 수 있다”며 “앞으로 1~2년 내에 임상적으로 적용할 수 있는 수준의 연구를 목표로 하고 있다”고 말했다.글로벌 기업들과의 협업도 활발하게 이루어지고 있다. 오라클과 아마존이 밴더빌트대가 있는 내슈빌 지역으로 진출하면서, 헬스케어 AI 생태계가 급성장하고 있다. 특히, 오라클이 암 백신 개발을 선언하면서 AI를 활용한 의료 혁신에 대한 관심이 더욱 높아지고 있다.
오는 5월 1~2일 서울에서 HTAN 미팅이 열리며, 황 교수는 HTAN의 주요 연구자들과 함께 데이터를 공유하고 연구 협력을 논의할 예정이다. 그는 “한국에서도 토모큐브 같은 혁신 기술이 더 많은 주목을 받을 필요가 있다”며, “AI와 결합한 3D 암 연구가 향후 정밀 의료의 핵심이 될 것”이라고 강조했다.
이우상 기자 idol@hankyung.com
이 기사는 한경닷컴 바이오 전문 채널 <한경바이오인사이트>에 2025년 3월 21일 08시 15분 게재됐습니다.
