Bubbling and Blot Foam: Pilot technique for the detection of intestinal parasites

위대한 야생 동물 건강 검진

자연계를 인간, 가축, 그리고 야생 생물들이 모두 나란히 살아가고 있는 거대하고 북적이는 이웃사촌이라고 상상해 보세요. 이 이웃에는 기생충이라 불리는 작고 눈에 보이지 않는 '무임승차객'들이 항상 한 숙주에서 다른 숙주로 이동하려고 애쓰고 있습니다. 때로는 원래 사슴에게 살던 기생충이 실수로 소나 심지어 사람에게 옮겨가 문제를 일으키기도 합니다. 모두를 안전하게 지키기 위해, 과학자들은 탐정이 되어 어떤 무임승차객들이 야생에 숨어 있는지 정확히 찾아내야 합니다.

보통 탐정들에게는 이 미스터리를 해결하는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 첫 번째는 우편함을 확인하는 것과 같습니다. 그들은 동물의 배설물(분변)을 조사하여 그 안에 기생충 알이 있는지 확인합니다. 이 방법은 쉽고 동물에게 해를 끼치지 않지만, 종종 흐릿합니다. 많은 종류의 알이 거의 동일하게 보이기 때문에 정확히 누가 범인인지 알기 어렵습니다. 두 번째 방법은 집 전체를 정밀 점검하는 것과 같습니다. 동물이 죽은 후(부검) 내부에서 살고 있는 성체 기생충을 찾아내는 것입니다. 이 방법은 매우 정확하지만, 동물이 죽어야만 하며, 사체가 완벽하게 다뤄지지 않으면 과학자가 관찰하기 전에 기생충이 부패하거나 손상될 수 있습니다. 큰 질문은 이것입니다. 특히 사냥꾼에 의해 발견된 동물의 사체가 완벽한 상태가 아닐 때, 이 교활한 무임승차객들을 잡아낼 더 나은 방법은 없을까요?

거품과 블롯 폼(Bubbles and Blot Foam) 솔루션

이 연구에서 마드리드 컴플루텐세 대학교(Universidad Complutense de Madrid)의 연구팀은 바다에서 빌려온 영리한 기술을 시도해 보기로 했습니다. 그들은 해양 과학자들이 미생물 수준의 아주 작은 바다 생물인 '메이오파우나(meiofauna)'를 잡는 방법을 살펴보았습니다. 이 생물들은 물을 밀어내는 특수한 외피를 가지고 있습니다. 과학자들이 진흙 섞인 물을 흔들면, 이 생물들은 거품에 달라붙어 카푸치노 위의 거품처럼 위로 떠오릅니다. 아드리안 가르시아-델텔(Adrian García-Deltell)과 동료들이 이끄는 연구진은 의문을 가졌습니다. 우리가 이 똑같은 "거품 만들기" 기술을 사용하여 야생 사슴의 내부에서 기생충을 찾을 수 있을까?

그들은 스페인 사냥터에서 발견된 세 마리의 야생 사슴(다마사슴, 붉은사슴, 어린 노루)을 대상으로 이 아이디어를 테스트했습니다. 이 동물들은 현장에서 사냥꾼들에 의해 내장이 적출된 상태였으며, 내부 장기들이 실험실로 보내졌습니다. 사냥꾼들은 전문 병리학자가 아니기 때문에, 연구팀은 장기들이 도착하기 전까지 어떻게 보존되었는지 정확히 알 수 없었습니다. 장기들은 약 5개월 동안 냉동되어 있었으며, 다마사슴의 경우 장이 너무 얇고 투명하여 취급 부주의로 인해 이미 자가분해(autolyze)가 시작되었을 가능성이 높았습니다.

성체 벌레(녹아 없어지거나 유실될 수 있는)를 단순히 찾는 대신, 팀은 장 내부의 "수프"를 조사하기로 했습니다. 그들은 장 내용물을 물과 섞었습니다. 물기가 많은 소장에는 물과 1:1 비율로 섞었고, 건조한 대장의 경우 적절한 농도를 맞추기 위해 1:5 비율로 섞었습니다. 그런 다음, 그들은 매우 역동적인 작업을 수행했습니다. 혼합물을 한 용기에서 다른 용기로 격렬하게 부어 엄청난 난류와 거품을 만들어냈습니다.

여기서 마법 같은 부분이 일립니다. 기생충, 그들의 알, 그리고 유충은 기름기가 있고 물을 밀어내는 외층(큐티클)을 가지고 있습니다. 바다 생물들과 마찬가지로, 거품이 표면으로 올라올 때 이 기생충들을 붙잡고 위로 끌어올려 거품 층을 형성합니다. 연구진은 그 후 종이를 거품 위에 살짝 올려 떠 있는 기생충들을 "블롯(blot, 흡수)"하여 닦아냈습니다. 그들은 종이를 병 속으로 씻어 내려 보낸 뒤 현미경으로 액체를 관찰했습니다.

그들이 발견한 것

결과는 놀라울 정도로 성공적이었습니다. 이 "거품과 블롯 폼(BBF)" 기술을 사용함으로써, 연구팀은 전통적인 방식으로는 놓치거나 파괴되었을 수도 있는 다양한 기생충들을 발견했습니다.

• 다마사슴: 이 동물은 장 상태가 좋지 않았고 성체 벌레는 발견되지 않았습니다. 그러나 BBF 기술은 Moniezia expansa라는 조충(tapeworm)의 알을 엄청나게 많이 찾아냈습니다. 연구팀은 소장 농축액에서 무려 318개의 이 알들을 발견했습니다. 이는 몇 미터에 달할 수 있는 성체 조충이 이미 부패했을 가능성이 높음에도 불구하고, 그 단단한 알들은 살아남아 거품에 의해 성공적으로 포착되었음을 시사합니다。
• 붉은사슴: 이 사슴은 맹장(대장의 일부)에 성체 벌레가 있었으나, BBFF 기술은 장액 내에서 알과 유충을 찾아냈습니다. 그들은 Oesophagostomum venulosum의 알 6개와 또 다른 종류(손상되었지만 아마도 선충류로 추정되는)의 알 8개를 발견했습니다.
• 노루: 이 어린 사슴은 가장 다양한 양상을 보였습니다. 팀은 O. venulosum의 알, Trichuris ovis(침충)의 알, 그리고 심지로 폐충(Muellerius capillaris)의 유충을 포함하여 18가지의 서로 다른 기생충 형태를 발견했습니다.

세 마리의 동물 전체를 통틀어 연구진은 총 350개의 기생충 형태를 기록했습니다. 이 기술은 매우 효과적이어서 다마사슴의 소장 샘플에서 100%, 붉은사슴의 대장 샘플에서 80%의 기생충을 찾아냈습니다.

이것이 중요한 이유

이 논문은 이 "거품과 블롯 폼" 방식이 야생 동물 건강을 위한 강력한 새로운 도구라고 제안합니다. 이 기술에는 두 가지 주요한 초능력이 있습니다:

1. 강인함: 이 방법은 알과 유충이 성체 벌레보다 더 단단하기 때문에, 동물의 사체가 거칠게 다뤄졌거나 오랫동안 냉동되었더라도 찾아낼 수 있습니다.
2. DNA 보존에 유리함: DNA를 파괴하는 포름알데히드와 같은 독성 화학 물질을 사용하는 다른 방법들과 달리, 이 방법은 오직 물과 거품만을 사용합니다. 이는 과학자들이 동일한 샘 샘플을 가져와 현미경으로 관찰한 후, 남은 액체를 사용하여 정확한 기생충 종을 식별하기 위한 유전자 검사를 수행할 수 있음을 의미합니다.

저자들은 이 기술이 모든 것을 대체하는 것은 아니지만, 도구 상자에 추가될 환상적인 도구라고 결론지었습니다. 이 기술은 샘플이 완벽하지 않은 상황에서도 야생 동물 속에 어떤 기생충이 숨어 있는지 더 명확한 그림을 그려낼 수 있게 해주며, 이를 통해 야생 동물뿐만 아니라 그 주변에 사는 가축과 인간을 보호하는 데 도움을 줍니다.