과학자들이 인공지능(AI) 알고리즘을 사용해 개발한 경구용 약물을 사용해 코로나19와 코로나 바이러스로 변종을 치료할 수 있을 것이라는 전망이 나왔다.
미국 IT 매체 레지스터는 27일 뉴욕의 바이오테크 신생 기업 인실리코 메디신이 AI를 활용해 개발한 약물이 사람을 대상으로 실험을 시작하기 전 단계인 전임상실험 후보로 선정됐다고 발표했다고 보도했다.
오늘날 mRNA 백신은 바이러스의 스파이크 단백질을 차단할 수 있는 항체 생성을 돕고 생물 분해로 세포가 감염되는 것을 막아 코로나19 면역력을 높인다. 인실리코가 개발한 작은 분자는 감염된 사람을 치료하는 데 사용되고 코로나 바이러스 복제를 억제할 수 있다고 매체는 설명했다.
인실리코 최고과학책임자인 펑렌은 이 전임상실험 후보 약품이 사스-CoV-2 코로나 바이러스 증식과 관련된 효소인 3C-유사(3CL) 프로테아제(단백질분해효소)를 타겟으로 하는 특수 구조를 갖고 있다고 설명했다.
그는 “AI로 설계된 이 분자는 기존 3CL 프로테아제 억제제와 다른 약물분자구조를 가지고 있고, 고유하고 비가역적인 공유 결합 방식으로 타겟 단백질에 결합한다”고 밝혔다.
인실리코는 약물 설계를 위한 세 가지 요소로 이뤄진 머신 러닝 기반 소프트웨어 플랫폼을 구축했다고 설명했다. 판다오믹스(PandaOmics)는 특정 질환과 관련된 유전자와 단백질을 표시하기 위해 데이터를 분석할 수 있는 자연어 처리 도구를 사용한다. 케미스트리42(Chemistry42)는 표시된 단백질 및 유전자에 영향을 미치거나 상호 작용하는 분자 구조를 생성하고 화학적 안정성과 성분별로 후보 순위를 매긴다.
인클리니코(Inclinico)는 임상실험에서 분자가 어떻게 작동할 수 있는지 예측한다. 이 모든 것을 결합하면 질병 치료를 위한 실험 목적으로 컴퓨터가 제안하는 약품을 얻을 수 있다는 설명이다.
인실리코는 2020년 2월 이 소프트웨어 플랫폼을 사용해 코로나19 항바이러스 약물 후보를 생산하기 위해 AI를 활용하기 시작했다. 알렉스 자보론코프 인실리코 CEO는 “코로나19 대유행으로 신속한 약물 개발이 시급하다는 국제적인 요구가 있었다”며 “우리는 코로나19 프로그램을 일찍 시작하기로 결정하고 다른 과학 커뮤니티와 함께 개발에 나섰으며 AI 기술이 어떻게 이 질병에 대항할 수 있는지 시연할 수 있었다”고 밝혔다.
약물 개발은 어렵고 시간이 오래 걸린다. 인실리코는 2020년 초 수백 개의 잠재 분자를 생성하기 시작했지만 가장 유망한 제안 약물을 만드는 데 몇 년이 걸렸다. AI 모델은 과학자들이 분자를 구성하는 화학 성분들을 제대로 파악할 수 있도록 했지만, 연구실에서나 대규모로 합성하는 방법을 알아내는 것은 어렵고 비용이 많이 드는 일이었다.
인실리코는 2003년 사스 사태로부터 얻은 코로나 바이러스 구조에 대한 기존 지식을 바탕으로 상업적으로 만들 수 있는 화학적 화합물을 함유한 분자를 선택해 이 프로세스를 가속화할 수 있었다. 현재, 회사는 인간이 실제 임상실험에서 쓰여지고 의약품으로 판매되기 전에 임상전실험을 할 수 있는 최고의 후보자를 선정했다.
이 새로운 분자는 SARS-CoV-2와 사스 및 메르스와 같은 기타 코로나 바이러스 변종에 효과적인 것으로 알려져 있다. 회사 측은 “당사는 생성 멀티파라미터 최적화 AI 시스템을 통해 처음부터 설계된 새로운 분자를 갖고 있다"고 밝혔다.
이어 "이 분자는 SARS-CoV-2 및 메르스 바이러스의 3CL 프로테아제에 매우 강력한 결합력을 갖고 있다”며 “3CL 프로테아제에 결합해 이를 비활성화하고 바이러스 복제를 억제한다. 이 분자는 매우 안정적이어서 경구 투여를 위해 다른 약물과 병용해야 할 필요는 없다”고 설명했다. 회사 측은 몇 개월 후 임상 시험을 시작할 수 있을 것으로 예상하고 있다.
AI타임스 이한선 객원 기자 griffin12@gmail.com
