한국제약바이오협회, AI 플랫폼 기술설명회 개최
[시사저널e=최다은 기자] 최근 인공지능(AI)를 활용해 신약개발 연구 효율을 높이는 기술이 주목받으면서 AI 신약개발 플랫폼 개발에 뛰어든 제약바이오 기업이 늘어나고 있다. 대형 제약사뿐만 아니라 중소 제약사들도 AI기술 도입에 적극적으로 나서는 모습이다.
기허가 의약품의 새로운 적응증을 발견하는 AI 솔루션, 면역항암제, 항암 백신 개발 솔루션까지 AI 신약 개발 플랫폼도 다양해지는 추세다.
19일 한국제약바이오협회는 인공지능신약개발지원센터 주관하에 AI 플랫폼 설명회를 개최했다. 제약바이오기업과 AI스타트업의 공동연구를 활성화해 AI 신약개발을 가속화하자는 취지서다.
이날 ‘AI플랫폼 기술 발표’ 세션에서는 메디리타, 신테카바이오, 바이온사이트 세 기업이 각사의 약물개발 분야 플랫폼 기술에 대해 설명했다. 배영우 메디리타 대표, 양현진 신테카바이오 상무, 유호진 바이온사이트 최고기술책임자가 연사로 나섰다.
메디리타는 멀티오믹스네트워크 원천기술을 보유한 인공지능(MuN-AI) 기업이다. MuN-AI는 신약 후보물질 탐색부터 딥러닝 기반의 합성 설계와 약물효과 예측까지 원스톱으로 진행하는 AI 신약개발 솔루션이다.
MuN-AI는 타켓 및 적응증 발굴하고, 신약후보물질을 디자인하는 데 쓰인다. 메디리타의 비즈니스 모델은 인공지능을 통한 공동연구, 데이터 보급 등이 있다.
메디리타에 따르면 MuN-AI는 세포에서부터 전신에 이르는 인체의 복잡한 생명현상을 반영해 시물레이션한다. MuN-AI의 주요 기능은 타켓 발굴, 약물 재창출, 약물경로 예측, 약물디자인 등 물질 연구, 합성 설계, 약물 효능 예측이다. 단백질 신약, 근육질환, 바이오건강식품, 후성유전체 활용 연구 등에 쓰이고 있다.
전통적인 신약개발은 긴 시간, 고비용, 낮은 성공률이 문제점으로 제기돼 왔다. 그러나 2016년부터 글로벌 빅파마들을 필두로 인공지능을 통한 신약개발이 활발하게 시작됐다.
배영우 메디리타 대표는 “방대한 데이터의 엑기스를 모아 네트워크한 멀티오믹스네트워크를 기반으로 AI를 통해 신약 효능을 예측할 수 있는 기술을 개발했다”며 “메디리타의 신약개발 인공지능 솔루션 MuN-AI는 전임상 전에 약물 후보물질의 효능을 예측한다”고 말했다.
현재 메디리타는 MuN-AI 상용화 버전 출시 후 여러 제약사와 신약 개발 협력 파트너쉽을 맺어 연구를 진행하고 있다.
배 대표는 “약물재창출이 아닌, 인공지능으로 개발 중인 임상은 엑센시아의 인공지능으로 설계한 면역항암제 신약이 임상 1상에 진입했다”며 “희귀질환치료제는 약물재창출에 중점을 둬 망막색소변형증(RP)의 신약후보물질 발굴을 하고 있다”고 설명했다.
이어 “단독연구로는 근감소증 연구가 진행되고 있다”며 “AI분석 예측으로 기존 타 연구과 다른 차별화된 Protein을 타겟한다”고 덧붙였다.
신테카바이오는 암 돌연변이에 기반한 신생항원 항암 백신 및 면역세포치료제 개발에 주력하고 있다.
신테카바이오에 따르면 회사의 핵심 기술력은 단백질-화합물 3차원 상호작용 모델링, 유전체 빅데이터 분석, 고성능 컴퓨팅 인프라다. 현재 신약개발 전주기, 다양한 치료제 형태에 적용 가능한 AI 솔루션을 구축하고 있다.
신테카바이오의 AI 솔루션은 신약 개발 전주기와 혁신 신약 분야로 나뉘어 세분화된 상태다. AI 신약 플랫폼을 활용한 솔루션의 경우 ‘딥-매처(DeepMatcher)’와 ‘네오 에이알에스(NEO-ARS)’가 대표적이다.
합성신약 후보물질 발굴 AI 솔루션인 딥-매처는 물리학 이론과 립러닝에 기반해 신속한 유효물질 후보 발굴 및 화합물 최적화에 지원한다. 3차원 단백질-화합물 상호작용 원자단위에서 정확하게 예측할 수 있다. 새로운 구조의 화합물 발굴 가능성을 향상시킨다는 것이 장점이다.
양현진 신테카바이오 상무는 “AI 신약개발은 세계적인 트렌드로 자리매김했다”며 “글로벌 제약사를 필두로 신약개발에 AI 기술 도입 활발해지고 있고, 대다수가 합성신약 후보물질 발굴에 집중하고 있다”고 말했다.
이어 “딥-매처를 통해 전통적 실험 기반 스크리닝의 한계를 극복 및 가속화 할 수 있다”며 “실제 전통적 방식으로 발굴 난항을 겪던 유효물질을 DeepMatcher-Hit로 6개월 만에 확보했고, 2개월 만에 약물재창출 후보 물질을 발굴했다”고 덧붙였다.
신테카바이오의 네오 에이알에스는 신생항원을 예측하는 AI 솔루션이다. 항암백신 및 T세포 치료제 개발을 위한 신생항원을 예측한다.
양 상무는 “네오 에이알에스는 3차원 구조 기반 접근으로 T세포 활성화를 보다 정확하게 예측할 수 있다”며 “전향적 인체유래물 연구를 통한 신생항원 후보의 T세포 반응을 검증하는 방식”이라고 설명했다.
바이온사이트는 화학단백질체학 기술과 AI를 활용해 신약후보물질을 개발하는 스타트업이다.
자체 개발한 AI 플랫폼은 ‘글랜스(Glance)’, ‘재블린 (Javelin)’, ‘스켈레톤(Skeleton)’ 세 가지가 있다. 바이온사이트는 자가면역, 항암, 대사질환과 관련해 7종의 신약개발 파이프라인 운영하고 있다.
바이온사이트의 주요 기술은 바이오메디컬 데이터를 통합하고 자체 네트워크 분석기술을 통해 질병-타겟-약물관계를 유추한다. 또 바이오 객체 간의 고유 상관관계 분석을 통해 단백질을 타겟하고 Pathway 분석, 후보물질 및 소재 발굴한다.
특히 스켈레톤의 주요 기술은 3차원 구조기반 딥러닝 모델들과 프레임워크 기술을 조합해 구현된 결합구조를 최적화할 수 있다는 것이 특징이다.
유호진 바이온사이트 최고기술책임자는 “타겟 발굴부터 IND 확보까지 가능한 자체 신약개발 플랫폼으로 저비용 고효율 신약후보물질 발굴 중”이라며 “히트(hit) 물질 발굴까지 4개월 이내로 높은 성공률을 보이고 있다”고 말했다. 이어 “2024년까지 2건의 IND 자료 확보를 목표하고 있다”고 덧붙였다.