[THE BIO] AI가 뛰어들자 신약개발 기간 절반이 줄었다

제약바이오 기업들 앞다퉈 AI업체와 협업
질병 연관성 탐색에 부작용 예측까지 척척
후보물질 도출기간 단축 시너지 효과 입증

SK케미칼 연구진이 다양한 실험을 실시하고 있다. <SK케미칼 제공>

코로나19 백신과 치료제 개발에서도 확인된 것처럼 신약 개발에 있어서도 속도가 중요한 부분으로 자리 잡고 있다.

AI(인공지능) 기술을 활용하면 기존의 신약 후보물질 발굴보다 훨씬 빠른 속도로 신약 후보물질 탐구와 예측이 가능한 만큼 다수의 제약바이오 기업이 AI 업체들과 적극적인 협력에 나서는 모습이다.

특히, 신약개발에는 비용과 기간이 막대하게 소요되기 때문에 국내에서도 AI를 활용한 움직임이 활발하게 전개되고 있는 추세다. 가장 먼저, SK케미칼은 2019년부터 오픈 이노베이션 전략의 일환으로 빅데이터 연구진 및 AI 전문업체들과 손잡고 신약 개발에 적극 나서고 있다.

지난달 SK케미칼은 닥터노아 바이오텍의 AI 플랫폼 기술을 이용한 공동연구를 통해 비알콜성지방간염(NASH)과 특발성폐섬유화증치료 후보물질을 발굴해 이에 대한 특허를 출원하기도 했다.

닥터노아의 AI플랫폼 아크(ARK)는 △문헌 정보 △유전체 정보 △구조 정보 등을 통합 분석한다. 아크 플랫폼에는 단일 약물에 비해 월등한 시너지 효과를 보이는 새로운 최적의 복합제를 분석하는 콤비넷(CombiNet) 기술과 두 약물 간의 부작용을 예측하는 기술인 콤비리스크(CombiRisk)가 포함돼 있다.

이에 따라 아크는 기존 약물을 조합하는 통상적인 복합제 개발 방식을 넘어, 신약 재창출 기법으로 이미 개발된 약물을 복합해 기존에 허가 받지 않았던 전혀 새로운 적응증의 신약을 찾아내기도 한다.

SK케미칼은 AI기술을 통해 치료제 개발의 출발점이 되는 핵심 질병 네트워크를 탐색 및 학습하고 약효면에서 우수할 뿐 아니라 전통적인 연구방식에 비해 후보물질 도출에 드는 기간과 노력을 절반 가까이 줄인 것으로 평가했다.

앞으로도 SK케미칼은 AI 업체와 협업을 통해 추가적인 신규 후보물질 발굴도 적극적으로 추진해나갈 계획이다.

이어 동화약품 역시 지난달 온코크로스와 'AI기반 항암제 신규 적응증 발굴을 위한 공동연구 협약'을 체결했다.

온코크로스는 신약개발 AI 엔진 'ONCO-RAPTOR AI'를 이용해 신약 후보물질 및 기존 약물들의 신규 적응증을 탐색하는 벤처기업이다. 해당 플랫폼은 유전자 발현 패턴을 기반으로 유전자(RNA)와 질병 연관성을 인공지능으로 분석해 새로운 후보물질을 개발하거나 기존 약물의 추가 적응증을 발굴한다.

이번 협약으로 양사는 동화약품이 보유한 항암 신약 후보물질을 온코크로스의 AI 플랫폼을 통해 신규 고형암 적응증을 도출할 계획이다. 해당 후보물질은 동화약품의 주요 연구 과제 중 하나로, 우수한 항종양 효과와 안전성이 확인돼 항암 신약 후보물질로 도출된 바 있다. 동화약품은 R&D의 효율성과 생산성 확대를 위해 신약 개발 과정에 AI 기술의 접목을 다방면으로 살피고 검토한다는 방침이다.

GC녹십자는 지난달 목암생명과학연구소와 함께 서울대학교 AI연구원과 AI 신약 연구 플랫폼 구축을 위한 공동연구 협약을 체결했다. 양측은 각종 AI 알고리즘을 이용한 '신약 후보물질 발굴 및 질병관련 유전체·단백질 연구 플랫폼을 구축'에 나선다. 물질 스크리닝부터 유효성 예측, 변이 탐색 등 질병 및 신약개발 전반에 걸친 공동연구도 추진한다.

구체적으로, GC녹십자와 목암연구소는 서울대 AI연구원의 멤버십 프로그램에 참여하며 이를 위해 서울대 다양한 학과 교수진 및 실험실로 이뤄진 AI 연구센터가 구성될 예정이다.

GC녹십자는 목암연구소를 중심으로 진행 중인 '메신저 리보핵산'(mRNA) 활용 희귀질환 치료제 개발에 AI 플랫폼을 접목해 시너지를 기대하고 있다.

이밖에 목암연구소는 2021년부터 준비한 AI 플랫폼 구축이 실질적으로 질병 관련 유전체 연구, mRNA 플랫폼 연구, 희귀질환 연구 등 신약개발에 다양한 적용을 통해 더욱 본격화되는 계기가 될 것으로 분석 중이다.김진수기자 kim89@dt.co.kr