후보물질 검증까지 '46일'...해외서 확인된 AI의 위력

• 후보물질 발굴서 검증까지 8년→46일로 단축
• 생명硏, 인실리코 메디슨 'GENTRL' 활용 사례 소개

[데일리팜=김진구 기자] 3년 전 인공지능(AI) 프로그램 '알파고'의 충격적인 등장 이후 제약업계에도 AI 바람이 몰아쳤다. 전문가들은 한 목소리로 AI가 제약산업의 틀을 바꿀 것이라고 내다봤다. 특히 신약개발 분야에서 파괴적 혁신이 가능할 것이라고 전망했다.

그리고 3년, 드디어 가시적인 성과가 보이기 시작한다. 미국의 AI 신약개발 스타트업 '인실리코 메디슨(Insilico Medicine)의 사례다. 생명공학정책연구원은 최근 인실리코의 사례를 소개했다.

이들은 최근 후보물질 발굴부터 검증까지 걸리는 시간을 단 '46일'로 단축했다고 밝혔다. 연구결과는 네이처 바이오테크놀로지에 'Deep learning enables rapid identification of potent DDR1 kinase inhibitors'이란 제목으로 발표됐다.

프로그램의 이름은 'GENTRL(Generative Tensorial Reinforcement Learning)'이다. 알파고와 마찬가지로 딥러닝 기반의 시스템이다.

특히 이들은 GENTRL의 소스코드를 'Github'에 무료로 배포했다. "다양한 분야 연구의 활용을 위함"이라는 것이 이들이 밝힌 이유다.

구체적으로 이들이 개발·검증에 성공했다고 밝힌 신약 후보물질은 'DDR1 억제제'다. 섬유증 등 여러 질병에 관여하는 것으로 알려진 Discoidin domain receptor1의 활성을 억제하는 물질이다.

제넨텍에서 8년의 시간을 들여 발굴한 물질이었다. 인실리코는 여기에 도전했다. GENTRL을 사용해 후보물질을 설계하고, 같은 계열의 새로운 타깃물질 6개를 발굴했다. 여기에 걸린 기간은 불과 21일이었다.

이후 합성과 검증 단계를 거쳤다. 25일이 소요됐다. 결과적으로 총 46일 만에 신약 후보물질을 발굴해낸 것이다.

기존의 방식과 비교하면 시간·비용의 차이가 매우 크다. 기존에는 8년간 수백만 달러가 투입되는 것으로 알려졌다. 반면, GENTRL을 사용했을 땐 46일간 15만 달러(1억8000만원) 정도만 소요된다.

물론 아직 걸음마 단계로 한계도 지적된다. 동물실험에서 전통적인 방식으로 개발된 후보물질보다 효과가 떨어지는 것으로 전해진다.

그럼에도 이번 성공은 시사하는 바가 크다. 인공지능이 신약 후보물질 발굴에서 본격적으로 활용될 가능성이 커진 것이다. 시간·비용 절감 측면에서도 매우 혁신적이라는 평가다.

인실리코 메디슨의 CEO인 알렉스 자보론코프는 "AI를 활용한 신약개발은 이제 주류가 됐다"며 "짧은 기간 안에 타깃 분자를 생성하고 동물실험으로 검증할 수 있었다"고 말했다.

그는 "이 모델은 다양한 분야에서 활용될 수 있다"며 "선도적인 생명공학기업과 협력을 통해 한계를 넓히고자 한다"고 덧붙였다.

전 세계적으로 AI를 신약개발에 활용하는 스타트업은 올해 9월을 기준으로 150개에 달하는 것으로 확인된다. 작년 6월만 하더라도 85곳에 그쳤다는 점을 감안하면, 폭발적인 증가세다. AI가 신약개발의 확실한 대세로 자리 잡았다는 분석이다.