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[이데일리 김진호 기자] 신약개발을 위한 첫 순서인 후보물질 발굴 단계에서부터 바이오 빅데이터 처리 전문 인공지능(AI) 벤처와 다국적 제약사(빅파마)가 협력하는 사례가 꾸준히 늘고 있다. 수만 개의 물질 중 전임상 용 물질을 추려내는 작업을 AI가 대신하면 신약 개발 기간을 2~5년가량 앞당길 수 있다고 보기 때문이다. 국내에서도 AI 업체와 제약사 간 협력 연구 사례가 속속 등장하는 중이다.

(제공=네이처)

전문가가 5년 걸릴 일을 하루 만에 하는 AI

스위스 제약사 로슈나 미국의 얀센과 화이자(PFE), 독일 바이엘 등 30여 개 이상의 해외 빅파마가 AI 업체와 협력해 신약을 개발하는 것으로 확인되고 있다.

지난 7일 미국 AI 업체 리커젼(Recursion)과 로슈는 향후 10년간 신경학과 종양학 분야에서 최대 40개 신약을 발굴해 개발하는 계약을 체결했다고 밝혔다. 리커전은 실험실에서 찾아낸 신경세포와 암세포, 이와 관련한 생체 소분자 등의 표현학적 이미지 빅데이터를 수리학적 모델로 분석하는 AI를 개발했다. 최근에는 코로나19를 일으키는 사스코로나바이러스-2의 데이터를 추가하는 등 꾸준히 AI 알고리듬의 성능을 높여가고 있다.

얀센은 2016년부터 영국 베네볼런트AI와 협력해 신약개발과 기존 약물의 적응증 확대 연구를 하고 있다. 실제로 얀센이 과잉행동장애 약물로 개발하다 중단한 바비스안트(Bavisant)에 대해 베네볼런트AI가 개발한 알고리듬이 불면증이 발생하는 부작용을 역으로 적용해 병적 졸음을 유발하는 파킨슨병 치료제로 제안했고, 현재 임상 2b상을 진행 중인 상황이다.

이 밖에도 화이자는 중국 엑스탈파이(XtalPi)와 미국 아톰와이즈 등 7개 AI 업체와 연구를 진행한다. 바이엘은 영국 엑센시아, 캐나다 사이클리카 등 8개 AI 업체와 동시다발적으로 협력연구를 이어가는 중이다.

바이오 빅데이터 관련 업계 관계자는 “빅파마가 여러 AI 업체와 동시에 개발하는 사례도 늘고 있다”며 “후보물질을 찾는데 전문가 그룹이 붙어 1~5년 동안 논문을 보고 분석해야 하는데 AI는 하루면 할 수 있다”고 설명했다. 그는 이어 “실험 데이터가 끊임없이 축적되고, 데이터 간 연계 학습까지 가능한 알고리듬이 개발되고 있다”며 “후보물질 발굴뿐만 아니라 전임상이나 초기 임상 과정에서 나올 수 있는 결과도 높은 수준으로 예측한다”고 설명했다.

한국도 AI 신약 개발 열풍...“투자자들도 관련 내용 살펴야”

국내 바이오 AI 업체도 여러 제약사와 협력해 신약 후보물질을 찾아 나서고 있다.

AI 업체 심플렉스는 지난 9월 동아에스티(170900)와 중추신경계 질환 관련 신약 개발을, 이어 지난달에는 SK케미칼(285130)과 적응증 및 약물 구조 연구를 진행하기로 협약을 체결했다. 심플렉스의 AI ‘식큐어(CEEK-CURE)’는 후보물질을 찾아내게 만든 과정까지 포함한 결과를 제공하기 때문에 ‘설명 가능한 AI(XAI)’라는 별칭을 가지고 있다.

또 AI 신약 개발 플랫폼 ‘딥매처’를 운용 중인 신테카바이오(226330)는 지난달 JW중외제약(001060)과 신약개발과 적응증 확대를 위한 업무협약을 체결했다. 특히 지난 7일 신테카바이오가 발굴한 항암 신약 후보물질 ‘STB-C017’에 대한 전임상 결과 면역세포를 강화해 암세포를 공격한다는 효과를 입증한 연구 결과를 내놓으면서 두 회사의 주가는 동반 상승했다. 이 연구 결과는 국제학술지 ‘온코이뮤놀로지’ 온라인판에 실렸다.

신테카바이오 관계자는 “딥매처는 10억 개의 화합물의 기능과 작용과정을 3차원(3D)으로 시뮬레이션하는 기술이다”며 “이를 통해 자체 연구뿐 아니라 다른 제약사의 약물에 대한 적응증 확대 연구 등을 꾸준히 진행하고 있는 만큼 앞으로도 다양한 성과를 낼 수 있을 것”이고 말했다.