“아톰와이즈는 인공지능(AI)을 활용한 신약발굴 스타트업 중 단백질 구조를 기반으로 신약을 발굴하는 업체다. 우리는 펠리노-1의 단백질 구조를 활용해 신약개발을 하고 있어 아톰와이즈가 최적의 파트너라고 판단했다.”

브릿지바이오테라퓨틱스 관계자는 히트뉴스에 많은 AI 신약개발 스타트업 중 아톰와이즈를 선택한 이유를 이 같이 설명했다.

브릿지바이오는 미국 신약개발기업 아톰와이즈(Atomwise)와 구조 기반 AI 기술을 접목한 신약 후보물질 발굴 관련 공동 연구 협약을 체결했다고 10일 밝혔다.

이 관계자는 “아톰와이즈는 60여 개 이상의 바이오파마, 대학 200여 곳과 파트너십을 맺고 활발한 연구활동을 진행하고 있다”며 “특히, 일라이릴리, 바이엘, 머크 등 글로벌 빅파마와 협업 경험을 토대로 한국에서는 브릿지바이오와 최초로 공동 연구 협약을 체결함으로써 글로벌 신약개발 속도에 더욱 탄력을 더해갈 수 있을 것으로 기대한다”고 전했다.

아톰와이즈는 자체 AI 시스템 ‘아톰넷(AtomNet)’을 가지고 있다. 아톰넷은 대규모 라이브러리에서 1억개 이상의 저분자를 신속·정확하게 스크리닝·평가해 선도물질 최적화 과정의 효율성을 극대화한다. 이 기술은 모든 치료 영역에서 단백질을 처리할 수 있는데, 약물이 달라붙기 어려운 상태의 표적 단백질에도 활용된다. 아톰와이즈는 수많은 글로벌 제약사와 협력관계를 구축해 아톰넷만의 방대한 데이터 셋을 구축했다.

브릿지바이오는 아톰넷의 활용 가능성에 주목했다.

그는 “아톰넷은 하루 수많은 화합물을 선별할 수 있는 것으로 알려져 있는데 실제로 에볼라 치료제 개발 관련, 당시 시판중인 7000여 종의 약물 가운데 2개의 신약후보물질을 하루 만에 찾아내서 이름을 알리기도 했다”며 “다양한 협력 사례를 통해 검증된 인공지능 시스템을 활용한 후보물질 선별 및 발굴 속도가 우리 회사의 신약개발 속도를 더욱 높여줄 것으로 기대한다”고 설명했다.

두 회사는 공동 연구로 펠리노 단백질과 신규 후보물질들간 상호작용을 평가하고, 이를 바탕으로 다양한 질환 영역에서 펠리노 및 기타 표적 단백질들을 대상으로 한 과제를 최대 13개까지 확장할 계획이라고 밝혔다.

구체적인 협업 방식은 이렇다. 아톰와이즈가 컴퓨터 프로그래밍 기반 인 실리코(in silico) 스크리닝 과정을 거쳐 후보물질을 도출해 브릿지바이오에 제안한다. 이후 브릿지바이오는 도출된 후보물질에 대한 생물학적 효능분석(bioassay) 검증 과정을 거친다. 두 회사는 이러한 작업을 반복해 최적의 후보물질을 도출한다는 계획이다.

그는 “이러한 과정을 통해 아톰넷 시스템을 기반으로 후보물질 간 상호작용을 분석할 것”이라며 "이를 거쳐 아톰넷은 각 후보물질 간 결합 가능성을 심화학습(deep learning)해 더욱 정교하고 신속한 후보물질을 도출할 수 있을 것”이라고 답했다.

한편, 아톰와이즈는 심층신경망을 활용해 구조 기반의 약품 설계를 하는 스타트업으로, 시리즈 A에서만 투자금 4500만달러(약536억원)를 유치했다. AI 주도 의약품 개발 시스템 아톰넷을 활용해 하루에 1000만 개의 저분자를 검사하고 심화학습 알고리즘에 기반한 분자 분석을 통해 의약품으로서 효능, 독성, 부작용 등을 예측하는 게 주요 사업 모델이다.