UPDATED. 2021-04-20 18:20 (화)
5년 걸리는 신약개발 타깃 발굴, AI에게 맡기면?
5년 걸리는 신약개발 타깃 발굴, AI에게 맡기면?
  • 김수진 기자
  • 승인 2021.02.25 16:32
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

SK C&C·가천대길병원, 신약개발 타깃 발굴 AI 프로그램 출시
대사성질환에 특화된 신약 후보 발굴 프로그램, 세계에서 유일
게티이미지뱅크
ⓒ게티이미지뱅크

[바이오타임즈] 신약개발은 타깃 발굴, 후보 물질 도출, 비임상·임상시험, 신약 허가 등 개발 완료까지 평균 10년 이상이라는 시간이 소요된다.

이 중 신약후보 물질 발굴 기간만 5년 정도로, 제약·바이오 업계에서는 수년 전부터 클라우드와 AI(인공지능)를 이용해 이 기간을 수개월로 줄이는 것을 목표로 잡고 있다.

AI를 활용할 경우 평균 10년이 소요되는 신약개발 기간을 3~4년으로 줄일 수 있으며, 비용 역시 기존 1조 2,000억 원의 절반 수준인 6,000억 원까지 줄일 수 있는 것으로 알려졌다.

한 개의 신약을 개발하기 위해서는 1만 개 이상의 후보물질을 검토해야 하는데, AI를 활용하면 한 번에 100만 건 이상의 논문 탐색이 가능하기 때문이다.

AI를 활용한 신약 개발 시장 규모는 매년 40%씩 성장해, 오는 2024년에는 4조 4,000억 원에 규모에 이를 것으로 전망되며, 국내 제약 기업들의 AI를 활용한 신약개발도 빠른 속도로 확대되고 있다.

이러한 가운데, 가천대길병원과 SK C&C가 신약 타깃을 발굴하기 위한 인공지능 서비스를 공동개발 출시해 관심을 받고 있다. ‘아이클루 티디엠디’(iClue-Target Discovery for Metabolic Disease)는 대사성질환 혁신 신약(first-in-class) 개발의 핵심이 되는 신약 타깃 발굴 및 검증 서비스다.

대상성질환이란 당뇨병, 고혈압, 고지혈증, 심장질환 등 비만, 운동 부족, 과잉영양 등 생활습관이 원인이 되는 질환이다. 이번에 출시한 아이클루 티디엠디는 방대한 데이터를 기반으로 대사성질환 신약개발의 첫 단계인 질환을 유발하는 유전자 또는 단백질을 발굴하는 프로그램이다.

대사성질환은 글로벌 신약 연구 분야에서 관심이 높은 분야로, 아이클루 티디엠디를 이용하게 되면 대사성질환을 유발하는 유전자나 단백질을 찾아 역할을 검증한 후 이를 표적하는 신약 후보 물질을 발굴할 수 있도록 AI가 도와준다.

사용방법도 간단하다. 아이클루 티디엠디에 접속해 검색창에 관심 대사성질환의 이름, 후보 타깃 등을 입력하면 신약 개발 성공 가능성이 높은 타깃 목록 및 분석결과가 나온다.

제공된 목록 중 관심 타깃을 클릭하면 ▲유전자변형마우스 기반의 대사성 표현형 분석 결과 (Phenotype) ▲유전자 생리기능 및 신호전달경로 (Pathway) ▲인체 장기별 유전자 발현정보 활용(Expression) ▲경쟁 약물 개발 동향 및 시장 동향(Competition) ▲방대한 연구 문헌 정보(Literature) ▲안전성 및 부작용(Adverse Effects) ▲ 임상 유전체 정보 및 인간의 대사성질환 표현형정보 활용(Human Relevance) 등 타깃에 대한 7가지 평가 점수를 확인할 수 있는 방사형 그래프와 함께 상세 평가 내용 및 근거가 나온다.
 

아이클루 티디엠디에 접속해 검색창에 관심 대사성질환의 이름, 후보 타깃 등을 입력하면 신약 개발 성공 가능성이 높은 타깃 목록 및 분석결과가 나온다(사진=SK㈜ C&C)
아이클루 티디엠디에 접속해 검색창에 관심 대사성질환의 이름, 후보 타깃 등을 입력하면 신약 개발 성공 가능성이 높은 타깃 목록 및 분석결과가 나온다(사진=SK㈜ C&C)

◇타깃 도출부터 검증까지 가능, 중소기업에 혁신 신약 개발의 기회 제공

이 프로그램은 SK C&C가 자사 신약 AI 플랫폼 아이클루(iClue)에 보건복지부 연구중심병원 육성 R&D사업 지원으로 진행된 가천대길병원의 대사성질환 혁신 신약 후보 유전자 선정 연구 노하우를 적용, 서비스형 소프트웨어(SaaS, Saftware as a Service) 형태로 개발했다.

SK C&C의 AI·빅데이터 기술과 가천대길병원의 임상 노하우가 반영된 독자적인 엔진이 유전자 및 질환과 관련한 방대한 데이터를 통합·분석해 정보를 제공해주는 것이다.

이 외에도 타깃과 질환 간 다양한 관계를 시각적으로 탐색할 수도 있으며, 해당 전문가가 직접 추가 자문 및 타깃 검증까지 연계하는 서비스도 제공한다.

아이클루 티디엠디는 시판 중인 대사성질환 치료제의 27건 타깃 모두 높은 점수로 분석해 냈고 글로벌제약사에서 개발 중인 혁신 타깃도 높은 점수로 제안했다. 이는 대사성질환 혁신 신약 개발의 최적 타깃을 발굴하고 제시하는데 특화된 기능임을 입증한 것이다.

이 결과는 작년 대한당뇨병학회 국제학술대회(ICDM2020), AI 파마 코리아 컨퍼런스 2020 등에 소개된 바 있다.

따라서 아이클루 티디엠디는 국내에는 유사한 서비스가 없고, 해외 역시 유사한 사례는 있으나 대상성질환에 특화된 사례가 없어 경쟁력을 지닌다.

특히 혁신 신약 개발 초기 과정에서 연구 기간을 단축시키는 등 제약산업 발전에 중요한 기반으로 활용될 것으로 기대된다.

가천대길병원 최철수 교수는 “AI·빅데이터를 이용한 신약 타깃 발굴 패러다임 변화는 글로벌 제약사뿐만 아니라 중소벤처 기업 등에도 혁신 신약 개발의 기회를 제공한다”며 “아이클루 티디엠디는 고도의 질환 전문성을 유지하기 어려운 한국의 중소벤처 및 중견 제약기업들에 글로벌 제약사들과의 경쟁 ·협력 주도는 물론 글로벌 성장 및 시장 선점을 위한 초격차 기술력을 만들어 줄 것”이라고 말했다.

SK C&C 윤동준 Healthcare그룹장은 “아이클루 티디엠디는 타깃 도출부터 검증까지, 엔드 투 엔드(End to End) 서비스 제공으로 신약 연구 개발 분야의 새로운 패러다임을 제시하는 서비스”라며 “앞으로도 신약개발 관련 타깃 AI 서비스 영역 확장은 물론 기능 고도화를 진행해 가겠다”라고 말했다.

 

[바이오타임즈=김수진 기자] sjkimcap@biotimes.co.kr


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.