인공지능 기술 활용해 중증 신경질환 치료제 선도물질 도출
[대학저널 이효정 기자] 고려대학교(총장 정진택) 강재우 교수팀이 AI 기술을 활용해 중증 신경질환 치료제 선도물질을 도출했다.
강 교수팀과 혁신신약개발 바이오벤처 '엘마이토 테라퓨틱스'가 올해 2월 공동연구협약을 맺고 연구를 시작한 후 10주 만에 중증 신경질환 치료 선도물질 도출에 성공한 것이다.
강 교수팀이 자체적으로 구축한 AI 신약개발 플랫폼을 이용해 도출한 상위 50개 약물 중 엘마이토 테라퓨틱스가 질환표적 단백질 3차원 구조기반 활성 예측과 물성 예측 결과로 23개 약물을 선별했고, 먼저 11개 약물에 대해 양철수 한양대 교수팀이 세포활성 실험을 진행했다. 실험 결과 11개 약물에서 모두 활성이 확인됐고 특히, 그 중 2개의 약물은 나노몰 수준의 높은 활성이 나타났다.
통상적으로 표적이 확인된 후 선도물질 도출까지는 약 1~2년 정도 소요된다. 이번 연구결과는 AI를 활용해 10주로 단축한 성공 사례여서 그 의미가 크다. 더욱 고무적인 것은 실험된 11개 약물에 대해 모두 세포 수준에서 활성이 확인됐다는 것이다.
이것은 강 교수팀의 AI 플랫폼이 전통적인 표적 중심의 신약개발에서 벗어나 세포 내 전사체 수준에서 약물의 효과를 예측하도록 학습됐기 때문에 가능했다. 즉, 질병에 걸린 세포내 유전자 발현 패턴을 정상 세포내 유전자 발현 패턴으로 유도하는 약물을 찾을 수 있도록 설계돼서 단백질 수준에서 활성을 뛰어넘어 세포 수준에서 활성을 갖는 약물을 바로 도출할 수 있게 된 것이다. 총 10주간의 기간 중 AI가 약물을 도출하는데 2주가 걸렸고 약물을 준비하고 세포수준에서 저해활성 결과까지 확인하는데 나머지 8주가 소요됐다.
강 교수팀의 AI 신약개발 플랫폼은 지난 수년간 국제 의생명 AI챌린지에 출전하며 입상했던 모델들을 바탕으로 만들어졌다.
강 교수는 “지난 4년간 국제대회를 통해 공인받은 요소 기술들을 묶어 플랫폼화한 우리 AI 신약개발 플랫폼이 이번 성공 사례를 통해 어느 정도 검증이 됐고 추후 엘마이토 테라퓨틱스의 축적된 후보물질 최적화 기술과 시너지를 발휘해 중증 신경질환에 성공적인 신약을 개발할 수 있을 것”이라고 기대했다.
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