"항암 백신 찾아드립니다"…KAIST, '딥네오' 개발

신생항원 발굴, 인공지능 모델 구축

[아이뉴스24 정종오 기자] 신생항원이란 암세포의 돌연변이에서 나온 단백질 조각 중 면역반응을 유도할 수 있는 항원들로서 항암 백신 개발의 이상적인 대상으로 주목받고 있다.

모더나와 바이오엔텍은 암 치료를 위한 신생항원 백신용으로 개발하던 mRNA 플랫폼을 사용해 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 백신을 성공적으로 개발한 바 있다.

현재 대규모 제약회사들과 함께 신생항원 암 백신 임상시험을 진행하고 있다. 이런 암 백신 개발을 위해 핵심적 단계인 환자 맞춤형 신생항원 발굴에 활용될 인공지능 플랫폼이 개발됐다.

KAIST 등이 개발한 딥네오. [사진=KAIST]

한국과학기술원(KAIST, 총장 이광형)은 바이오및뇌공학과 최정균 교수가 펜타메딕스와의 공동연구를 통해 개인 맞춤 치료용 암 백신에 이용할 수 있는 신생항원을 예측하는 인공지능(AI) 모델을 개발하고 웹서비스를 구축했다고 17일 발표했다.

최정균 교수 연구팀은 딥러닝을 이용해 실제로 T 세포 면역반응을 유도할 수 있는 신생항원을 발굴하는 AI 모델을 내놓았다. 연구팀이 손쉽게 활용할 수 있는 웹서비스를 구축해 딥네오(DeepNeo)라는 이름으로 공개했다.

기존의 신생항원 발굴 방법론은 MHC 단백질과 결합할 수 있는 돌연변이를 예측하는 데에 한정돼 있었다. MHC란 외부에서 들어온 병원균이나 암세포에서 발생한 항원과 결합해 우리 몸의 면역세포에 제시해 줌으로써 면역반응을 활성화시키는 역할을 하는 단백질을 말한다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 새로운 개념의 딥러닝 모델을 구축했다. 여러 빅데이터 분석을 통해 면역성과 항암 반응성이 뛰어난 신생항원을 발굴할 수 있음을 확인했다.

KAIST 바이오및뇌공학과 김정연 박사과정이 제1 저자로 개발한 핵심 알고리즘은 지난 1월 국제 학술지 ‘네이처 지네틱스(Nature Genetics)’ 에 출판됐다.

이후 펜타메딕스의 노승재 박사, 방효은 연구원과 공동연구를 통해 딥러닝 성능이 더욱 개선된 AI 모델이 웹서비스 형태로 개발돼 이번 4월 국제 학술지 ‘핵산 연구(Nucleic Acids Research)’를 통해 공개됐다.

최정균 교수는 “코로나19 백신에서 mRNA 플랫폼이 검증된 만큼 이번에 개발된 AI 기술이 암 백신의 상용화에도 도움이 되기를 희망한다”고 말했다.

조대연 펜타메딕스 대표는 “이번 공동연구를 통해 개발된 플랫폼을 적용한 개인맞춤형 암 백신의 사업화에 박차를 가하겠다”고 전했다.

/정종오 기자(ikokid@inews24.com)