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한혜정 파로스아이바이오 사장이 이데일리와 인터뷰하고 있다. (사진=파로스아이바이오)

[이데일리 김진수 기자] “AI 신약 개발 플랫폼을 통해 도출한 후보물질을 국내 최초로 임상에 진입시켰다. 추가적 적응증 탐색으로 물질의 가치를 10배 더 높일 것으로 기대한다.”

한혜정 파로스아이바이오 사장(CDO)은 이달 2일 안양시 파로스아이바이오 본사에서 진행된 이데일리와 인터뷰를 통해 “AI 플랫폼 ‘케미버스’(Chemiverse)를 사용해 신약을 개발하면서 평균적으로 신약 개발에 들어가는 경우와 비교해 비용을 80% 아끼고, 시간은 63% 줄일 수 있었다”며 이같이 말했다.

파로스아이바이오는 자체 개발한 AI 신약 개발 플랫폼을 바탕으로 희귀·난치성 질환 신약 개발에 속도를 내고 있다. 특히, AI 알고리즘을 통해 도출한 후보물질 ‘PHI-101’을 국내 최초로 임상에 진입시키면서 업계의 주목을 받고 있다.

2022년 11월 ‘바이오팜트렌드’ 보고서에 의하면 세계적으로 AI 신약 개발 플랫폼을 활용해서 임상까지 진출한 파이프라인을 갖춘 기업은 약 24곳이다. 그 중 항암제 파이프라인을 갖춘 기업은 8곳이 있다. 파로스아이바이오는 당시 한국에서 유일하게 임상에 진입한 AI 기반 후보물질을 갖춘 기업으로 소개됐다.

파로스아이바이오는 신약 개발 및 상업화를 위해 극복해야 하는 긴 시간, 고비용, 낮은 성공 확률을 AI 신약 개발 플랫폼 케미버스와 오픈이노베이션 전략 등으로 돌파한다는 전략이다.

신약 후보물질 탐색에 적응증 추가 확보에도 AI 활용

한 사장은 “케미버스는 새로운 타깃을 발견하고, 만들어낸 약물에 따른 유전자 발현 정보를 분석해 적응증 확장 등에 활용된다”며 “케미버스를 구성하는 9개 모듈 중 ‘켐젠’(ChemGEN)과 ‘딥리콤’(DeepRECOM)은 다른 AI 신약 개발 플랫폼과 비교해 독창성이 있다고 평가받는다”고 강조했다.

케미버스는 총 9개 모듈로 구성돼 상황에 따라 필요한 모듈을 각각 선택적으로 활용할 수 있으며, 약 2억4000만건 이상의 데이터를 탑재하고 있다.

9개 모듈 중 생성 모델 기반의 약물 설계를 주관하는 ‘켐젠’은 파마코포어(Pharmacophore, 약물작용발생단) 기반의 생성 모델 알고리즘을 유기적으로 연결해 타깃에 대한 유효 물질을 신속하게 파악하고 디자인할 수 있다. ‘딥리콤’은 약물 정보와 세포 및 유전자 발현 정보와의 상호 작용을 분석해 새로운 타깃과 질병을 제안할 수 있는 케미버스의 바이오인포메틱스 모듈이다. 이에 딥리콤은 기존에 보유하고 있는 파이프라인의 적응증 확대에 활용된다.

대다수의 AI 신약 개발 플랫폼 기술 보유 기업은 기존 제약바이오 업체에 서비스를 제공하는 방식으로 사업을 이어가지만 파로스아이바이오는 신약 개발에 대한 연구까지 직접하고 있다.

이에 파로스아이바이오는 노련한 화학자는 물론이며 글로벌 제약사에서 경험을 쌓은 바이오 및 바이오마커 전문가도 영입했다. 임상 성공 확률을 높이기 위해선 바이오마커에 대한 전문 인력이 필요하기 때문이다.

한 사장은 “PHI-101은 은 급성 골수성 백혈병(AML) 환자 대상 글로벌 임상 1상, 재발성 난소암(OC) 환자 대상 국내 임상 1상을 진행하고 있으며, 올해 1b상을 마치고 내년에는 미국에서 2상을 실시할 것”이라며 “전임상과 임상 과정에서 케미버스를 통해 예측했던 대로 낮은 심장 독성 프로파일을 확인했고, 경쟁력 있는 효능을 보였다”고 설명했다.

PHI-101은 ‘FLT3 단백질 저해제’로 개발됐다. AML 환자는 대게 여러 유전자 변이를 갖고 있으며 환자의 약 35%가 FLT3 변이를 보인다. 기존 FLT3 저해제들은 재발의 문제를 해결하지 못하고 있다. 재발의 원인은 FLT3에서 변이가 가장 많이 일어나는 부위 ‘ITD’와 ‘TKD’에 있는데, PHI-101는 돌연변이가 일어나는 ITD와 TKD를 동시에 저해한다는 점에서 강점이 있다.

임상 1상 진행 결과, 28일 주기로 PHI-101을 매일 투여한 FLT3 변이환자에게서 평균 87%이상, 최대 98% 악성골수세포가 줄었다. 임상 대상의 반 이상은 기존 FLT3 약물에 불응했던 환자군이다.

또 다른 파이프라인 PHI-501은 BRAF 돌연변이와 DDR 단백질을 타깃으로 하며 현재 전임상 단계다. 파로스아이바이오는 케미버스의 딥리콤을 통해 PHI-501과 화합물, 질병, 타깃 단백질들을 연관 분석해 적응증을 난치성 대장암, 악성 흑색종, 삼중 음성 유방암으로 확대했다. 실험을 통해 유효성 검증 및 개발 중이다.

파로스아이바이오 파이프라인. (그래프=파로스아이바이오)

공동개발 등 오픈이노베이션 활용…파이프라인에 대한 관심 확인

파로스아이바이오는 자금 조달과 파이프라인의 지속적 발굴을 위해 전략적인 단계별 기술이전을 준비 중이다. 단순히 후보물질에 대한 모든 권리를 넘겨주기보다는 공동개발 등 오픈이노베이션을 통해 이익을 극대화한다는 계획이다. 파로스아이바이오가 도출한 선도물질 중 KRAS 저해제 ‘PHI-201’ 역시 국내 최고 제약사 중 한 곳인 유한양행과 공동연구개발 계약을 체결하는 등의 방식을 활용했다.

한 사장은 “신약 개발 과정에서 AI를 활용하는 데 투자 대비 부가 가치가 제일 높은 단계는 선도물질 도출, 후보물질 도출, 비임상 IND, 임상1상까지”라며 “기술이전과 공동 연구 개발 파트너십은 계속해서 모색 중으로 바이오USA, JP 모건 등 파트너링 미팅에서 PHI-101나 PHI-501에 대한 많은 관심을 확인했다”고 말했다.

이어 한 사장은 “조기 상용화가 가능한 파이프라인을 만드는 것이 비즈니스 모델 중 하나며, PHI-101의 경우 FDA에서 희귀질환 치료제로 지정받아 2상이 끝나면 결과에 따라 조건부 판매 신청이 가능하다”고 덧붙였다.

지난달 한국거래소 상장 심사를 통과한 파로스아이바이오는 상반기 코스닥 시장 입성을 예고하고 있다. 한 사장은 “상장을 통해 조달한 자금의 대부분은 임상 시험과 후속 파이프라인 확보에 활용할 예정”이라고 언급했다.

그는 “파로스아이바이오의 강점은 인공지능 기술력 뿐 아니라 이를 활용해 실제 신약 개발을 주도하는 우수한 인적 자원에 있다”며 “경영진 모두 계산화학, 케미컬 인포메틱스, 화합물 구조분석, 바이오 등의 영역의 전문가로 현재 80% 이상이 석·박사 학위를 소지한 R&D 전문 인력이며 올해 코스닥 상장을 기반으로 충원 계획도 있다”고 말했다.