인공지능(AI) 도구를 활용해 비알코올성 지방간염 치료제 후보 화합물 합성에 성공했다는 내용을 담은 홍보물.인실리코메디신 제공
인공지능(AI)을 활용한 신약 연구가 다시 한번 성과를 냈다.미국 바이오기업 인실리코메디신은 한국 바이오기업 테라시드바이오사이언스와 협력을 통해 비알코올성 지방간염(대사기능장애 관련 지방간염·MASH) 치료제 후보 화합물을 합성하는 데 성공했다고 26일 밝혔다.후보 화합물은 임상시험을 진행할 후보 물질을 찾기 전 단계에서 약리 효과를 가질 가능성이 확인된 물질이다.
연구팀은 독자적으로 개발한 AI기반 화합물 생성 도구 '케미스트리42(Chemistry42)'를 활용해 약 4개월 만에 40개의 분자를 합성했다.추가 실험을 통해 유력한 후보 화합물을 확인했다.테라시드바이오사이언스는 생체 내 실험(In Vivo) 및 세포나 효소 등을 활용하는 '시험관 내 실험(In Vitro)'을 통해 후보 화합물을 치료제 후보 물질로 발전시킬 계획이다.
미국 성인 중 5% 가량 앓는 것으로 알려진 MASH는 만성 간 질환과 간경변증,트위터 사이트로 보기간세포암의 주요 원인이다.과도한 열량 섭취로 간에 과도한 지방이 쌓여 발생하며 병리학적 메커니즘이 복잡하다.발병하면 간세포에 축적된 지방이 산화하면서 지방에 독성이 발생하고 간세포 손상이 일어난다.면역세포가 과도하게 활성화되며 면역체계가 스스로를 공격하는 염증성 사이토카인도 발생한다.질환이 여러 과정을 거치며 발전하기 때문에 치료제 개발이 쉽지 않다.
이번 MASH의 치료제 후보 화합물을 빠르게 찾을 수 있던 것은 AI 도구 덕분이다.기존 신약 개발 방식으론 초기 후보 화합물을 도출하는 데 수개월에서 수년이 소요된다.질환에 효과를 보일 수 있는 분자를 찾는 데만 수십만 개 이상의 화합물을 검증해야 하기 때문이다.AI 신약 개발 도구는 화합물을 탐색하고 합성하는 작업을 자동화해 훨씬 신속하게 수행하는 것이 가능하다.
김흥재 테라시드바이오사이언스 대표는 "이전에는 다양한 접근 방식을 통해 1000개 이상의 화합물을 검토해도 치료 효과 잠재력을 가진 분자를 얻지 못했는데 짧은 시간에 최적화된 분자를 찾는 데 성공했다"고 말했다.
인실리코메디신은 치료제 후보 물질을 찾는 데 AI 도구를 도입하면서 개발 기간을 크게 단축하고 있다.지난달 국제학술지 '네이처 바이오테크놀로지'에 임상 1상 결과를 발표한 염증성 장 질환 치료제 후보 물질 'ISM5411'은 총 개발 기간이 2년 반 정도다.
인실리코메디신 측은 "최대 6년이 소요됐을 작업의 소요 시간을 3분의 1로 단축했다"고 설명했다.인실리코메디신이 자체 개발한 AI기반 신약 개발 플랫폼 '파마 AI(Pharma AI)'는 화합물 구조 생성도구인 케미스트리42 외에 유전자 분석을 바탕으로 약물의 치료 표적을 식별하는 판다오믹스(PandaOmics),강원랜드카지노 후기임상 2상에서 후보 물질의 성공률을 예측하는 '인클리니코(inClinico)로 구성됐다.
펭 렌 인실리코메디신 공동 최고경영자(CEO) 겸 최고과학책임자(CSO)는 "AI 기반 플랫폼이 가진 획기적인 약물 개발 솔루션 능력을 확인했다"며 "테라시드바이오사이언스가 유망한 신약 후보 물질을 다음 개발 단계로 발전시킬 수 있길 기대한다"고 말했다.
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