훈련된 ‘개미’가 암 냄새를 맡는다고?

훈련된 개미가 소변에서 냄새를 맡고 암을 발견할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

암은 2020년에 거의 1,000만 명의 사망을 차지할 정도로 전 세계적으로 주요 사망 원인이다. 생존율을 향상시키는 한 가지 방법은 더 나은 진단 방법을 개발하는 것이다.

암이 빨리 발견되면 환자가 회복될 확률이 높기 때문에 조기 발견이 중요하다. 현재 많은 조기 발견 방법은 침습적이거나 비용이 많이 들어 많은 사람들이 사용할 수 없다. 그래서 연구되고 있는 한 가지 대안적인 방법은 동물의 후각을 이용하는 것이다.

독일 막스플랑크 화학생태학연구소는 개미 70마리를 훈련시켜 사람의 암 종양을 이식한 생쥐의 소변 냄새를 맡아 암을 식별하게 했다고 밝혔다. 실험에 쓴 개미는 북반구에서 흔히 볼 수 있는 흑개미(Formica fusca)로 환경 관련 냄새에 대한 학습 능력이 매우 뛰어나다.

암세포는 휘발성 유기 화합물(VOC)라고 불리는 특정한 화학물질을 방출하는데, 이것은 암을 식별하는 데 사용될 수 있다.

개미는 포유류와 같은 방식으로 후각을 가지고 있지 않지만, 후각 수용체를 가지고 있는 더듬이를 통해 독특한 냄새를 맡을 수 있다. 많은 생물종은 먹이 찾기, 포식자 감지, 짝 찾기 등 다양한 목적을 위해 환경에서 냄새를 맡아 식별한다. 개도 세포 검체나 체취를 맡아 암과 변한 세포 대사 관련 VOC를 감지해 암을 가려내게 훈련시킬 수 있다.

개미는 단 한 차례 훈련을 받아도 그 내용을 며칠 동안 기억할 수 있는 능력을 가지고 있다. 특히 최대 아홉 번까지 별다른 보상(과일즙, 꿀물 등 달콤한 먹이)을 주지 않아도 정확히 응답할 정도다.

연구팀은 개미들을 작은 원형경기장에 배치하고 달콤한 보상을 제공하면서 세 차례 훈련을 시켰다. 개미들은 보상과 관련된 냄새를 제대로 인식하는 법을 배웠고, 소변 냄새를 맡은 뒤 암에 걸린 생쥐와 암에 걸리지 않은 생쥐를 감쪽같이 가려냈다.

개미는 학습된 냄새(암 종양의 VOC 냄새) 근처에서 약 20% 더 많은 시간을 보낸다. 개미가 더 오래 머문 소변의 생쥐가 암에 걸린 생쥐다. 암 종양이 클수록 생쥐의 소변 냄새는 더 많이 변했다.

연구의 공동 저자인 막스플랑크 화학생태학연구소 밥티스트 피케레(Baptiste Piqueret) 박사는 “개미가 지난해에는 인간 세포주를 이용해, 이번엔 암 환자의 소변 냄새를 맡아 사람의 종양을 감지할 수 있음을 각각 발견했다”고 말했다.

이 연구 결과는 '영국 왕립학회 회보 B: 생물학(Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences)에 실렸으며 지난 1일 영국 건강의학매체 ‘메디컬뉴스투데이’가 보도했다.