AI에 꽂힌 제약바이오…신약 개발 기간·비용 절반 이상 단축되니까

제약바이오업계, AI 기반 플랫폼 활용한 신약 후보물질 탐색 등 연구 활발

[사진=아이클릭아트]
인공지능(AI) 기술을 활용한 신약 개발에 제약바이오 기업들이 적극적으로 뛰어들고 있다. 신약 후보물질 개발부터 약물 대사 및 부작용 예측 등 임상 전주기에 인공지능을 적용하면 신약 개발 시간과 비용을 절반 이상 줄일 수 있는 장점이 있기 때문이다.

그동안 제약바이오업계는 자체 연구소에서 신약 후보물질을 탐색하고 임상 연구 등 신약개발 전주기를 진행해 왔으나 최근에는 오픈 콜라보레이션 차원에서 인공지능(AI) 기반 플랫폼 기업들과 협약을 맺고 신약 개발에 나서고 있다.

제약바이오업계에서 처음으로 인공지능 기반 플랫폼 업체와 협약을 맺고 신약개발을 추진한 기업은 유한양행이다. 유한양행은 2018년 4월 신테카바이오와 유전체 빅데이터 및 인공지능 플랫폼을 활용한 신약개발 협력을 위한 업무협약을 체결했다. 협약을 통해 인공지능 플랫폼을 이용한 항암 활성 물질 발굴, 임상시험 환자 유전체 분석을 통한 바이오마커 발굴 등 비롯해 신약개발에 해당 기술을 접목하기 위한 상호협력 및 공동연구를 추진한다.신테카바이오는 빅데이터 기반 AI 기술인 ‘알고리즘 개인 유전체 맵 플랫폼 기술(PMAP, Personal Genome Map)’을 통해 합성신약 후보물질 도출, 항암제 바이오마커 발굴 및 유전체 정밀 의료 서비스를 제공하고 있다.

GC녹십자는 목암생명과학연구소와 공동으로 올해 1월 서울대학교 AI연구원과 AI 신약 연구 플랫폼 구축을 위한 공동연구 협약을 체결했다. 양측은 각종 AI 알고리즘을 이용한 물질 스크리닝부터 유효성 예측, 변이 탐색 등 질병 및 신약개발 전반에 걸친 공동연구를 진행할 계획이다.

한미약품도 2020년 1월 AI 기반 신약개발 전문기업인 스탠다임과 공동연구 계약을 체결하고, 신약개발 초기 연구단계에서 AI 활용에 적극 나서기로 했다. 스탠다임은 인공지능 기반 선도 물질 최적화(AI-based lead optimization) 플랫폼인 ‘스탠다임 베스트(Standigm BEST®)’ 등 자체 개발 AI 기술을 바탕으로 현재 항암, 비알콜성지방간 등 다양한 분야에서 파이프라인을 개발하고 최근 다수의 제약기업과 공동연구도 활발히 진행하고 있다.

대웅제약은 2020년 3월 인공지능 기반 플랫폼 기업 온코크로스와 협약을 맺고 개발중인 신약 ‘이나보글리플로진’과 ‘DWN12088’에 유전자 발현 패턴 기반의 AI 플랫폼 ‘RAPTOR AI’를 접목해 적응증을 확대하는 연구를 진행하기로 했다. 또 대웅제약은 2022년 4월 미국 크리스털파이와 AI 기반 신약 개발 플랫폼을 활용한 항암제 공동연구 계약을 맺었다.

SK케미칼은 2021년 10월 바이오 스타트업 심플렉스와 신약 공동 연구개발 계약을 체결하고, 후보물질 탐색에 들어갔다. 심플렉스는 약물의 상호작용과 효과를 예측하는 AI 플랫폼 ‘CEEK-CURE’를 자체 개발해 보유하고 있다.

보령제약은 2020년 12월 인공지능(AI) 기반 신약개발 전문기업인 퀀텀인텔리전스(QIC)와 신약개발 공동연구 협약을 체결했다. QIC의 양자역학 기반 플랫폼을 활용해 혁신신약 후보물질을 도출하고 공동연구를 통해 신약 파이프라인을 발굴할 예정이다. 보령제약은 2020년 6월 AI 딥러닝 기반 신약개발 전문기업인 파미노젠과도 업무협약을 맺은 바 있다.

JW중외제약은 2021년 11월 유전체 빅데이터 기반 AI 신약개발 기업 신테카바이오와 업무협약을 체결하고 질환 특이적 특정 단백질에 작용하는 혁신신약 연구를 진행하기로 했다. 또 지난 3월 AI 신약개발 벤처기업 온코크로스와 AI 플랫폼인 ‘랩터(RAPTOR) AI’를 활용한 혁신신약 개발을 위한 공동연구계약을 체결했다. ‘랩터(RAPTOR) AI’는 신약후보물질이나 기존 개발된 약물에 대한 최적의 적응증을 스크리닝하는 R&D 플랫폼으로 임상 성공 확률을 높여주고 개발 기간을 단축시켜 준다고 한다.

동아에스티는 지난해 10월 심플렉스와 중추신경계(CNS) 신약개발을 위한 공동 연구개발 및 라이선스 계약을 맺었다. 심플렉스는 자체 기술인 ‘설명 가능한 인공지능’ 플랫폼 ‘CEEK-CURE’를 활용해 컴퓨터 시뮬레이션 가상 실험(in silico)에서 유효물질의 탐색 및 최적화를 통한 신약 후보물질 발굴을 담당한다.

상위권 기업들의 주도하던 인공지능(AI)를 활용한 신약개발 전략은 중견 제약사로 확대되는 추세를 보이고 있다.

상위권 제약사에 비해 연구개발 투자비용이 적고 인력이 부족한 기업들의 입장에서는 신약개발 비용과 기간을 줄일 수 있는 맞춤형 전략으로 인식되기 때문이다.

삼진제약은 지난 2일 캐나다 인공지능 신약개발 플랫폼 기업 사이클리카와와 AI 신약개발 공동연구’에 대한 계약을 체결한데 이어 23일에는 국내 인공지능 신약개발 기업 ‘심플렉스’와 AI 신약개발 공동연구에 대한 협약을 체결했다.

한국제약바이오협회 AI신약개발지원센터 김우현 “인공지능(AI) 기술이 신약개발 전 단계에 활용되면 신약개발 주기를 15년에서 7년으로 단축시킬 것으로 예상된다”며 “제약기업의 신약개발 능력과 IT기업의 AI기술을 잘 접목시키면 글로벌 경쟁력을 갖춘 신약을 개발할 수 있다”고 전망했다.

김용주 기자

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