日本, 스타트업기업과 손잡고 AI로 신약 개발 활발

에자이-말라리아 치료약, 츄가이-항체의약 연구 정동명 기자l승인2021.01.12 22:31:57

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아스텔라스, AI 개발하는 에릭스와 공동연구 착수

일본 제약회사들이 AI를 활용한 신약개발을 활발히 진행하고 있다.

니혼게이자이신문에 따르면, 에자이는 인공지능(AI)을 사용해 신약 개발을 시작한다. 에자이는 AI를 이용해 과거에 발견한 화합물 관련 데이터를 해석하고, 종래의 연구 성과로부터 높은 효과가 기대되는 새로운 말라리아 치료약의 재료를 찾아낸다. 사실, 화합물을 사용한 신약 개발은 거의 다 연구되어 신약 후보를 발견하는 것은 쉽지 않다. 하지만 AI를 이용함으로써 인간이 발견하지 못하는 물질을 AI가 발견하고 설계함으로써 획기적인 신약 개발로 이어질 수도 있다.

 

구체적으로, 에자이는 츠쿠바연구소 등에서 말라리아 치료약 연구 개발에 AI를 도입했다. 먼저, AI가 200만 건 이상 있는 기존의 화합물 관련 데이터를 읽고 새로운 화합물 약 800종을 설계한다. 다음은 또 다른 AI가 약 800종의 화합물의 안전성과 물성 등을 평가한 후에 20종류 정도로 줄인다. 연구원이 사람 손으로 줄이는 경우에는 1종에 2~3주일 걸리는 경우도 있다.

 

아오시마 켄 데이터 사이언스 헤드는 “AI는 사람이 생각해내지 못한 화합물과 가설을 제안해 준다”고 말한다. 신약 연구개발은 일반적으로 10~15년 걸리고, 개발비는 수백억엔 이상이 드는 경우도 있다. 이미 유망한 신약 후보는 전부 개발되어 있어 새로운 후보를 찾아내는 것은 어렵다. 따라서 AI 활용은 이러한 상황에서 돌파구가 될 가능성이 있다.

 

기존의 말라리아 치료약은 병원체인 말라리아 원충이 내성을 얻어 효과가 없어지는 케이스가 생겨나고 있기 때문에 아프리카 등의 신흥국에서는 신약에 대한 수요가 높다. 에자이는 다른 감염증 및 암, 치매 등의 분야에서도 AI 활용을 검토하고 있다.

 

추가이제약은 항체의약에 활용

AI는 바이오의약 개발에도 사용된다. 추가이제약은 항암제 등에 응용되는 항체의약 연구개발에 AI를 사용한 해석 시스템 ‘말렉사’를 도입한다. 추가이제약이 1990년대부터 축적해 온 데이터에서 추려낸 1200 종류를 넘는 항체를 사용해 AI가 특정 질병에 대해 유효하다고 보이는 항체의 분자 배열과 조합을 유도해 낸다.

 

컴퓨터로 항체 후보물질의 효과와 안전성 등을 시뮬레이션 함으로써 의약품이 될 가능성이 있는지 검증할 수 있다. 앞으로 암 치료약 등을 개발하는 데 본격 활용할 계획이다. 항체의약품은 개발 비용이 크기 때문에 고액이 되기 쉽다. 말렉사로 개발 기간을 단축할 수 있다면 비용 저감도 기대할 수 있다.

 

스타트업기업과 공동 개발

제약 대기업이 AI 기술을 가진 스타트업기업과 손을 잡는 움직임도 나타나고 있다. 다이닛폰스미토모제약은 영국 엑스사이언티아와 공동으로 강박성 장애 치료약 후보를 임상시험하고 있다. 본래는 4년 반 정도 걸린다고 하는 초기 연구를 “1년 미만으로 단축할 수 있었다”고 한다. 연구 성과를 활용해 금년도 안에는 정신신경 영역에서 2~3종류의 신약 후보를 만들어낸다는 계획을 내걸고 있다.

 

아스텔라스제약도 AI를 개발하는 에릭스와 공동 개발에 착수했다. 아스텔라스가 오랜 기간 연구 개발로 축적해 온 화합물 데이터 등을 분석해 AI가 신약 후보를 발견해 낸다. 이제까지 의약품 개발을 지원해 온 미국 바이오비스타와도 제휴해 빅데이터를 활용한 신약 개발을 지향한다.

 

이제까지 제약회사의 연구개발은 약학과 화학을 전문으로 하는 연구자가 담당해 왔다. 데이터 사이언티스트와 프로그래머가 깊이 관여하는 등 신약 개발 모습이 크게 변하려 하고 있다.

정동명 기자  pharmacy@binews.co.kr
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