K-바이오가 '인공지능(AI)'에 기반한 신약개발 사업을 본격화 하고 있다. 지난 2019년 12월 AI 신약개발 기업인 신테카바이오가 성장성 특례로 코스닥에 상장, 관련 업계의 주목을 끌었다.

성장성 특례 상장이란 실적이 좋지 않더라도 성장 잠재력이 큰 기업을 위해 상장 문턱을 낮춰 주는 제도를 의미한다. 신테카바이오는 인공지능 신약개발 업체로는 세계 최초로 IPO(기업공개)에 성공해 코스닥 시장에 입성했다.

히트뉴스는 'AI 신약개발 플랫폼'을 개발 중인 국내 주요 기업의 동향을 살펴봤다.

신테카바이오는 지난 2009년 9월 설립된 바이오 벤처 회사로 시작해 바이오 빅데이터 처리 기술과 AI 및 슈퍼컴퓨팅 기술을 통해 사업을 진행하고 있다.

다양한 기업, 연구소, 병원과 파트너십을 구축해 AI를 기반으로 한 신속한 신약 후보물질 발굴 및 면역항암제 개발을 바탕으로 새로운 패러다임의 치료제 개발에 도전하고 있다.

신테카바이오는 △합성신약 후보물질 발굴(DeepMatcher™) △항암백신 신생항원 발굴(NEO-ARS™) △항암제 바이오마커 개발(GBL-ARS™) 등의 AI 신약개발 플랫폼을 보유하고 있다. 

신테카바이오는 자체 신약개발 파이프라인 STB-C017과 코로나19 치료제인 STB-R040을 보유하고 있다. STB-C017은 DeepMatcher로 도출한 IDO·TDO 이중 억제제인 저분자화합물로, 현재 DeepMatcher를 적용해 STB-C017의 최적화를 추진하고 있다.

STB-R040은 지난해 DeepMatcher로 발굴된 30종 후보 중 3가지의 약물이 세포실험에서 코로나19 억제 효과를 보였고, 2개 약제를 병용한 코로나19 감염 동물 모델 실험에서 폐병변 치료 효과를 확인했다. 

국내 제약사와 협업하는 움직임도 눈에 띈다. 신테카바이오는 지난 19일 JW중외제약과 AI 기반 신약개발 공동연구를 위한 상호협력 양해각서(MOU)를 체결했다고 밝혔다.

정종선 신테카바이오 대표이사는 "JW중외제약과의 우호적인 협력관계를 공고히 하고, DeepMatcher 솔루션을 활용해 특정 타깃 단백질을 대상으로 한 신약개발 공동연구에 들어가는 등 협력 범위를 넓히게 돼 기쁘다"고 말했다.

한편, 지난 26일 신테카바이오는 250억 원 규모의 무보증 사모 전환사채(CB)를 발행해 투자금을 유치했다. 회사 관계자는 "AI 슈퍼컴퓨팅 인프라 구축을 위한 투자와 대규모 신약후보물질 발굴 프로젝트를 지속적으로 추진할 계획"이라고 전했다.

스탠다임은 AI를 통한 신약개발을 제약 업계의 표준으로 만들어, 신약개발의 패러다임을 바꾼다는 비전을 가지고 지난 2015년 설립된 기업이다. 스탠다임은 현재 AI·생물학·화학·약학 등 다양한 분야의 전문가들이 함께 개발한 AI 플랫폼으로 신약개발이라는 혁신의 바다에 뛰어들고 있다.

스탠다임은 설립 후, AI 인공지능 신약개발 플랫폼 및 신약후보물질의 개발을 위해 지속적으로 투자를 받았다. 현재까지 누적 투자유치금액은 약 803억 원이다. 회사 측은 "코스닥시장 상장을 통해 추가 확보한 자금을 바탕으로 해외 AI 신약개발기업과 연구개발 투자 금액의 격차를 해소하고 글로벌 시장에 진출하겠다"고 설명했다.

현재 스탠다임은 신규 타깃을 발굴할 수 있는 ASK 플랫폼, 신규 물질을 설계하고 최적화할 수 있는 BEST 플랫폼을 가지고 있다. 이러한 플랫폼을 바탕으로 스탠다임은 "상업화 가능한 후보물질을 지속적으로 창출한다"는 미션에 한발 더 가까이 다가가고 있다.

ASK 플랫폼은 방대한 생물학적 지식정보 그래프를 기반으로 한 인공신경망 기계학습 알고리즘을 통해 질병과 타깃 단백질 사이의 관련성을 점수화하는 AI 플랫폼이다.

BEST 플랫폼은 우선 화합물의 분자구조와 그 구조에서 비롯된 다양한 속성이 코드화 된 다차원의 딥러닝 벡터 공간을 기반으로, 가상 탐색을 통해 유효물질을 식별한다. 이어 새로운 분자구조를 설계해 선도물질을 만들어 내고, 이를 최적화 해 저분자화합물 신약후보물질을 도출하는 것에 목적을 두고 있다.

지난 5일 스탠다임은 전략적 파트너사인 SK케미칼의 본사 내에 합성연구소를 신설했다. 이번 합성연구소 신설은 스탠다임의 향후 지속적인 후보물질 연구 프로젝트 증가에 대비해 자체 연구 인프라를 강화할 뿐만 아니라, AI 기반 신약개발 연구에서 가장 많은 시간을 소요하는 물질 합성 분야에 AI를 활용해 그 생산성을 향상시키는 데 의미가 있다. 

김한조 스탠다임 합성연구소장은 "스탠다임 합성연구소는 전통적인 의약화학 연구실과는 다른, 스탠다임의 고유한 방식으로 데이터와 AI 기술을 기반으로 운영되는 연구실이 될 것"이라고 덧붙였다.

에일론은 지난 2018년 AI 기반 신약 개발을 목적으로 설립된 기업이다. 에일론은 오픈 이노베이션을 통한 AI 신약개발을 수행해 인류의 건강 증진을 위해 노력하고 있다.

현재 에일론은 암, 폐섬유증, 통증, 중추신경질환, 대사성 질환에 대한 파이프라인을 보유하고 있다. 또한 타깃 단백질 분석 및 규명, 후보 물질 발굴, 스크리닝, 약물 최적화 등에 대해 인공지능 신약개발 기술을 적용해 효과적인 신약개발 방법을 제시하고 있다.

에일론은 타깃 단백질의 구조 정보를 바탕으로 인공지능을 활용해 유효물질을 발굴하는 데 집중하고 있다. 유효물질을 최적화 해 약물 후보를 추천함으로써 신약개발 디스커버리의 비용과 소요 기간을 최소화 하는 것이 가능하다.

대표적인 파이프라인은 AIC101이다. AIC101은 폐섬유증 치료제 후보물질이다. 폐섬유증은 폐포벽에 만성염증 세포들이 침투해 폐 조직의 구조적 변화와 심각한 호흡장애를 불러일으킨다. 에일론은 AIC101을 통해 폐섬유화를 일으키는 만성염증세포의 이동과 콜라겐 생성을 억제하는 신규표적 단백질을 발굴할 예정이다.