대세는 'AI신약개발'···'양자역학' 접목한 인세리브로

독자 플랫폼 'MIND', 정확도·속도 높여

업계 1위 美 슈뤼딩거 기술 뛰어 넘어

조은성 인세리브로 대표(고려대 생명정보공학과 교수)

인공지능(AI) 신약개발 기업 인세리브로 조은성 대표는 31일 열린 사업설명회 자리에서 자사의 양자역학 기반 플랫폼이 글로벌 업계 1위 슈뢰딩거의 기술에 뒤처지지 않는다는 자신감을 내비쳤다.

조 대표는 "인세리브로의 플랫폼은 슈뢰딩거의 양자역학 기반 AI 소프트웨어를 기반으로 하지만 그에 맞먹는 정확도를 보이고 빠르게 결과를 도출할 수 있다"고 말했다.

신약 R&D 역량은 미래 성장 동력 발굴에 있어 매우 중요한 역할을 하지만 신약개발에 소요되는 막대한 시간과 비용은 국내 기업들이 넘기 힘든 진입장벽으로 작용한다.

AI 기술은 후보물질 설계부터 시작해 유전체 등 생체정보 데이터를 기반으로 전임상과 임상시험을 설계하고 최적 환자군을 도출하는데 활용할 수 있어 불확실성과 시간, 비용 등을 최소화할 수 있다.

AI신약개발지원센터는 AI기술이 신약개발 전 단계에 활용될 경우 신약개발주기를 15년에서 7년으로 단축시킬 것으로 추정하고 있다.

이와 관련한 시장도 커지고 있다. 시장조사기관 글로벌마켓인사이트에 따르면, AI 활용 신약개발 시장은 연평균성장률 28.63%에 달한다. 2027년에는 35억4860만 달러(4조7136억 원)에 이를 것으로 전망된다.

인세리브로는 조은성 고려대 생명정보공학과 교수가 2019년 설립한 기업으로, 양자역학과 AI를 접목해 신약을 모델링한다.

조 대표는 미국 UC버클리 대학교 수학·물리학 학사, 시카고대학교 수학 석사, 브라운대학교 물리학 박사, 칼텍 포스트닥 과정을 거치고 이후 콜롬비아대학교, 슈뢰딩거 등에서 연구과학자를 지냈다.

슈뢰딩거는 지난 2020년 나스닥에 상장한 물리학 기반 소프트웨어 플랫폼 미국 기업으로, 글로벌 AI 신약개발 업계 1위다. 양자역학 계산을 적용한 신약개발용 분자모델링 프로그램을 처음이자 유일하게 시장에 출시했고, 글로벌 빅파마들과 다양한 협력관계를 구축하고 있다.

조 대표는 슈뤼딩거 재직 시 개발한 분자 모델링 기술 'QPLD'를 더욱 정교하게 업그레이드한 독자 플랫폼 'MIND'를 바탕으로 인세리브로를 탄생시켰다.

'MIND'는 분자모델링 기술 'QM/MM 도킹', '워터 파마코포어'를 바탕으로 AI가 능동 학습을 진행하는 등 분자모델링 기술과 AI가 유기적으로 새로운 신약 후보물질을 찾아낸다.

'QM/MM 도킹' 기술은 분자 도킹 모델링을 양자역학 방식으로 계산, 기존 양자 차원의 현상을 고려하지 못했던 요소까지 분석해 정확한 예측을 가능케 하는 기술이다. 도킹 모델링은 단백질의 3차원 구조를 이용해 약효를 갖는 화합물이 어떠한 형태와 구조로 결합하는지 예측한다.

정교한 도킹 모델링이 구현되면 새로운 화합물 형태의 약물이 인체에 투여됐을 때 체내 단백질과 어떤 형태로 결합해 내는 지를 예측해 부작용이 적고 효과가 큰 약물을 빠르고 효율적으로 개발이 가능하다는 것이 회사 측의 설명이다.

'워터 파마코포어'는 단백질 구조와 물 분자와의 상호작용을 분자동역학 시뮬레이션을 통해 분석하고 결합 가능한 화합물의 형태와 구조를 유추, AI가 학습 가능하도록 정보를 제공하는 기술이다. 워터 파마코포어가 제공하는 정보를 인공지능에 학습시키면 기존의 화합물 라이브러리에 존재하지 않는 새로운 약물을 설계할 수 있다.

인세리브로의 기술력은 국내에서도 입증되고 있다.

인세리브로는 SK케미칼, 삼진제약, 경동제약 등 국내 제약사들과 오픈 이노베이션을 통해 공동으로 신약개발에 나서고 있다.

SK케미칼과 진행하는 공동연구에서는 인세리브로가 양자역학 기반 분자 모델링 기술과 AI 플랫폼을 바탕으로 특정 질환에 대한 신약 선도·후보 물질을 도출하는 역할을 담당하고, SK케미칼이 도출된 후보물질에 대한 초기 약효평가에서부터 비임상, 임상 등 후보물질의 검증 전반과 신약개발의 인허가, 생산 등의 역할을 담당키로 했다.

또 양사는 새로운 신약 개발 뿐 아니라 기존 인세리브로가 진행한 프로젝트의 탐색 단계 물질에 대해서도 상용화 기회를 함께 모색키로 했다.

참고로 인세리브로는 항암, 이상지질혈증, 알츠하이머병, 특발성폐섬유증(IPF) 관련 파이프라인을 개발 중이며, 이중 가장 진행 속도가 빠른 물질은 IPF 후보물질인 'ICB-002A'다. 아직 전임상 진입 전이다.

SK케미칼 관계자는 "신약 개발 과정에서 도킹 등 모델링은 분자, 양자 수준의 미세한 차이로 인해 후보물질을 도출하고 검증하는 데 많은 시행 착오를 겪고 있는 분야 중 하나"라며 "인세리브로의 차별화된 기술을 통해 보다 정확하고 신속한 신약 후보 물질 발굴을 진행할 수 있을 것"이라고 말했다.