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아톰와이즈, AI 이용한 세계최대 약물후보 스크리닝 프로그램 개발

기존 스크리닝보다 효율적인 시스템에 화합물 100억개 규모의 라이브러리 구축

(서울=뉴스1) 성재준 바이오전문기자 | 2019-08-14 06:04 송고
© News1 이지원 디자이너

인공지능(AI) 기반 신약개발 바이오벤처인 아톰와이즈가 최대 100억개에 달하는 화합물을 이용한 약물스크리닝 프로그램 개발에 나선다. 프로그램을 통해 훨씬 효과적인 신약 후보물질 발굴이 가능할 전망이다.

14일 아톰와이즈에 따르면 세계 최대 화합물 공급업체인 에나마인(Enamine)과 협력을 맺고 인공지능 기반 가상 의약품 스크리닝 프로그램을 개발에 나선다. 10-투-더-10(10-to-the-10) 프로그램으로 불리는 이 계획은 소아암을 치료하기 위한 저분자 약물 후보물질 도출을 향상시키는 것을 목표로 하고 있다. 

아톰와이즈는 특허받은 자사의 인공지능 가상 스크리닝 기술을 이용해 수십억 약물 유사 분자가 암 표적 단백질에 결합되는 것을 시험하고 에나마인은 100억개에 달하는 저분자 화합물이 포함된 라이브러리에 대한 지원 및 접근을 담당할 예정이다. 이 연구는 주요 대학에 소속된 암 관련 연구자들이 진행할 예정이다. 

10-to-the-10 프로그램은 이전에 약물 스크리닝 프로그램에서 조사된 적 없는 수십억 화합물들을 조사함으로써 새로운 약물 후보물질을 검색하게 된다. 이 계획은 암의 성장과 전이를 억제할 수 있는 새로운 표적 단백질 치료제를 위한 약물을 개발할 수 있는 기회를 극대화한다. 독특하고 구조적으로 차별화된 화합물을 발굴해 기존에 존재하는 표적치료제와 겹칠 확률을 줄이면서 부작용을 줄여 새로운 신약 개발 가능성을 극적으로 증가시킨다.

10-to-the-10 프로그램을 통해 이뤄지는 대규모 스크리닝은 아톰와이즈의 인공지능 알고리즘과의 정확하고 신속한 구조기반 약물개발, 확장 가능한 클라우드 컴퓨팅 혁신, 그리고 에나마인이 보유한 '리얼'(REAL)과 같은 대규모 가상 화합물 라이브러리 등 기술의 융합으로 인해 가능하다.

에이브라함 헤이페츠 아톰와이즈 최고경영자(CEO)겸 공동 창업지는 "많은 파트너들이 인공지능 기반 스크리닝 플랫폼을 통해 화합물 1000만개 중 마이크로몰 이하 단위의 초기 활성물질(히트) 및 초기단계 약물후보를 선별해 확보하는데 성공했다"며 "수천배 더 큰 화합물 라이브러리를 스크리닝 한다면 무엇이 발견될지 상상해보라"고 전했다.

아톰와이즈에 따르면 파트너들은 초기 전임상 성공률이 업계 평균의 두배 이상이라고 한다. 또한 아톰와이즈 인공지능 기술을 활용했을 경우 비교적 까다로운 후보물질에 대한 초기 활성물질 적중률은 기존 스크리닝 기술을 사용했을 때 보다 수백배가 높다고 밝혔다. 수억개의 분자물질을 선별하는 것은 표준 크기의 라이브러리를 활용할 때보다 가능성을 수천배 이상 높일 수 있다. 일반적인 방법을 사용할 경우 몇 년이 걸릴 수 있는 일이다. 

아톰와이즈는 100억개의 화합물을 통해 연구자들에게 더 많은 약물 후보물질 도출을 위한 출발점을 제공할 수 있을 것이라고 했다. 10-to-the-10 프로그램을 통해 연구자들은 크고 다양한 화합물 조합을 효율적으로 검증할 수 있게 돼 약물 개발에서 마주칠 장애물에 대한 해결책을 조기에 식별할 수 있게 된다. 이번 프로그램은 약물 후보물질 발굴 뿐 아니라 약물 개발의 각 단계에서 성공률을 높여 전임상 약물 도출에 필요한 시간을 단축하는 것을 목표로 하고 있다.

펭다 리우 노스캐롤라이나 대학 리네버거 종합암센터 박사는 "아톰와이즈와 협력을 통해 진행한 단 한 차례 검사에서 이미 몇 가지 억제제를 찾아냈다" 며 "화합물을 100억개로 확장하는 것은 이 연구에 있어 게임체인저가 될 수 있다"고 평가했다.

매년 1만5000명 이상의 어린이와 청소년들이 암에 걸린다. 현재까지 다양한 암에서 효과적인 치료법이 없는 경우가 많으며, 그 중 80%는 장기적인 건강상태에 심각한 부작용을 갖고 있는 것으로 추정된다.

이번 프로그램의 결과는 피어리뷰(동료심사) 저널에 게재될 예정이다.


jjsung@