대웅제약(대표 전승호ㆍ이창재)은 신약 개발에 즉각 활용할 수 있는 주요 화합물 8억종의 분자 모델을 전처리를 거쳐 자체 데이터베이스(DB)화하고, 이를 재료로 신약 후보물질을 발굴(Drug Discovery)해내는 독자적인 인공지능(AI) 신약 개발 시스템을 구축했다고 19일 밝혔다. 회사 측은 향후 전임상, 임상, 시판 등 신약 개발(Drug Development) 전주기로 AI 활용을 확대할 예정이다.

대웅제약은 특히 비만과 당뇨질환 치료제 개발을 위해 자체 AI 시스템으로 2가지 표적 단백질에 동시에 작용하는 활성물질을 발굴하고, 최적화 단계에 돌입시키는데 기존 1년 이상 고민하던 문제를 단 2달 만에 풀었다는 점을 언급하며 그 가능성을 높게 쳤다. 또 AI 시스템을 활용해 암세포 억제 효능을 보이는 활성물질을 발굴하고, 최적화를 통해 특허까지 가능한 선도물질을 확보하는데 단 6개월이 걸렸다고 덧붙였다. 기존 방식으로 진행했을 경우 최소 1~2년 소요될 프로젝트였다는 게 대웅제약 측 설명이다.

이를 위해 회사는 실제로 구매해 신약 개발에 즉각 쓰일 수 있는 8억종의 화합물질(Compound)의 분자 모델 DB에 성서 속 골리앗을 쓰러트린 이의 이름을 담아 '다비드(DAVIDㆍDaewoong Advanced Virtual Database)'라고 이름지었다.

8억종이라는 수치는 지난 40여년 동안 대웅제약이 신약 연구를 통해 확보한 화합물질과 현재 신약 개발에서 이용할 수 있는 거의 모든 화합물질의 결합체라고 회사 측은 설명했다. 세계적으로 공개된 화합물질 오픈소스는 AI 신약 개발을 위한 데이터로는 복잡한 화합물질 구조여서 불필요한 정보를 분리, 제거하는 전처리 과정(Preprocessing)을 해야 하는 점을 감안해 AI가 활용할 수 있는 데이터로 모두 가공했다고 회사 측은 덧붙였다. 이를 통해 AI의 능력과 직관되는 좋은 데이터의 필요성이 높은 만큼 회사는 향후 퀀텀 점프를 할 수 있는 발판을 마련했다고 강조했다.

박준석 대웅제약 신약Discovery센터장은 "신약 후보물질의 세계는 우주와 같은데, 'AI가 신약 개발의 대항해 시대를 열었다'고 해도 과언이 아니다"며 "AI로 미지의 영역을 개척해 나간다면 굉장히 많은 신약 후보물질과 우수한 신약을 더 빠르게 개발해 인류 건강에 지대한 공헌을 할 것"이라고 말했다.

한편 대웅제약은 신약 후보물질 탐색의 첫 단계에 적용할 수 있는 'AIVS(AI based Virtual Screening)' 툴(tool)을 개발했다. 이를 통해 AI가 표적 단백질을 대상으로 '활성물질'을 발굴한 뒤 3차원(3D) 모델링을 기반으로 탐색과 특허가 가능한 새 활성 물질을 생성형 AI로 빠르게 찾을 수 있도록 구축했다.

해당 데이터는 지난해 대웅제약이 구축한 AI 신약 개발 시스템인 '데이지(DAISYㆍDaewoong AI System)에 공개됐는데, 연구원이 데이지에 접속해 신규 화합물질을 발굴하고 약물성까지 빠르게 예측할 수 있다. 이른바 'ADMET 연구'까지 AI로 가능한 것이다. ADMET는 'Absorption, Distribution, Metabolism, Excretion, Toxicity'의 앞 글자를 따온 것으로 화합물질의 흡수, 분포, 대사, 배설, 독성 등 약물성을 파악하는 연구 단계로 매우 중요성이 높은 것으로 알려져 있다.

대웅제약은 AIVS를 사용하면서 불과 몇 달 만에 가시적인 성과들을 내고 있다고 밝혔다. 비만과 당뇨, 항암제 분야의 성과 외에 단백질 분해제 개발에서도 의미 있는 성과를 도출하고 있고, 항체 설계와 안정성 평가를 동시에 진행해 연구자들의 시행착오를 획기적으로 줄이고 있다고 강조했다.

박준석 센터장은 "인간을 대체하는 기술로 AI를 바라보면 오산이다. 미지의 영역을 개척하는 인간의 동반자와 같다"며 "딥러닝 AI가 '데이터'를 쌓으며 학습하고 성장하듯이 연구자도 함께 '인사이트'를 높이며 동반 성장해 나갈 때 비로소 신약 개발 성공에 한 걸음 다가설 수 있다"고 말했다.