[디어젠 대해부]①“AI로 세상에 없는 신약 후보 물질 발굴”

[이데일리 김명선 기자] 코로나19가 전 세계를 강타하면서 제약·바이오 산업의 중요도가 커지고 있다. 급성장세를 거듭하는 제약·바이오 산업은 자동차, 반도체 등에 이어 한국의 차세대 미래성장동력으로 자리매김할 것이 확실시된다. 이데일리의 제약·바이오 프리미엄 뉴스 서비스 ‘팜이데일리’에서는 한국을 이끌어 갈 K-제약·바이오 대표주자들을 만나봤다. 글로벌 AI(인공지능) 신약 개발사를 꿈꾸는 ‘디어젠’이 이번 주인공이다.

AI 신약 개발사 경쟁이 치열해지고 있다. 영국 제약·바이오 전문투자 리서치사 딥파마인텔리전스(Deep Pharma Intelligence)가 발간한 ‘2021년 4분기 AI 신약, 바이오마커 개발 및 R&D 환경 시장 보고서’에 의하면, 현재 AI 신약 개발사는 전 세계에서 약 395개로 추산된다. 국내에도 상장사 신테카바이오(226330)를 비롯해, 스탠다임, 팜캐드, 파로스아이바이오, 온코크로스 등이 상장을 준비 중이다.

디어젠 서울연구소. (사진=김명선 기자)

2016년 설립된 디어젠 역시 AI 신약 개발 시장에 도전장을 내밀었다. 디어젠은 네이버에서 빅데이터 전문가로 일하던 강길수 대표가 동생 강근수 단국대 미생물학과 부교수, 박성수 전 딥이메진 대표, 신봉근 에머리 대학교 AI 박사, 최윤정 카이스트 생물학 박사와 함께 세웠다.

강길수 대표는 “네이버에서 빅데이터를 다루며 일하던 중, 빅데이터가 가장 가치 있게 활용될 수 있는 분야를 고민했다. 비정제된 데이터가 가장 많이 쌓여있고 AI가 적용돼 인류에 갖아 큰 변화와 가치를 가져다줄 수 있는 분야가 바이오 분야라고 생각했다”고 말했다.

현재 직원은 50여명 정도인데, AI 전문가가 45%로 가장 많고, 약학 전문가가 40%를 차지한다. 나머지는 IT, 비즈니스 관련 인력으로 구성돼 있다. 디어젠은 최근 200억원 규모의 시리즈B 투자유치를 완료했다. 지난해 시리즈A 60억원을 더하면 270억원의 자금을 마련했다.

디어젠은 남들이 찾지 못하는 신약후보물질을 빠르게 발굴하는 데 차별점이 있다고 본다. 디어젠의 핵심 기술은 단백질 3D 구조 정보가 아닌 단백질을 이루는 아미노산 서열만으로 약물 접합부위를 잡아내 신약후보물질을 제시하는 딥러닝 기술 기반 AI 플랫폼 ‘DearDTI’다.

대부분 제약·바이오 기업이 신약후보물질을 발굴할 때는 타깃 단백질의 구조를 기반으로 약물과 상호작용을 예측해 개발한다. 디어젠은 타겟단백질의 구조를 알 필요 없이 앞단의 아미노산 서열만으로 단백질과 치료제의 결합력을 예측해 유망한 약물을 발굴할 수 있다는 설명이다.

배영철 디어젠 CBO(최고비즈니스책임자)는 “단백질의 3D 구조가 밝혀진 것은 약 8%에 불과하다. 아직 92%의 단백질에 대한 약물 개발은 연구가 이뤄지지 않은 한계가 있다. 아미노산 서열만으로 타겟 단백질에 대한 약물 효력이 얼마나 있을지를 나타내주는 플랫폼”이라고 설명했다.

이어 “최근 구글의 알파폴드 2가 공개돼 단백질 구조를 예측한다고 한다. 하지만 여전히 약물개발 과정에서는 연구의 한계성이 있다”며 “디어젠 AI 플랫폼 기술은 아미노산 서열만 있어도 약물 효력 기능 활동 점수(functional activity score) 값을 제공해, 아직 구조가 밝혀지지 않은 혁신신약 약물을 발굴할 수 있다는 데 차별화된 효용성이 있다”고 덧붙였다.

주력 기술 DearDTI를 비롯해 디어젠의 AI 기술이 집약된 플랫폼이 ‘Dr.UG’다. ‘DearTRANS’는 막대한 양의 유전체 데이터를 비교 분석해 시각화한다. 유전체 데이터를 기반으로 약의 기전 등을 예측하는 기술 ‘WX’은 새로운 질병 타깃을 발굴한다. DearDTI는 신약 후보물질을 발굴하고, ‘MolEQ’ 기술은 약물의 효능과 독성 등을 동시에 최적화해 신약 후보물질의 특성을 개선한다. 임상 전 전임상 단계에 플랫폼을 활용할 수 있다.

한편 디어젠은 이러한 플랫폼 기술로 딥파마인텔리전스가 발간한 ‘2021년 4분기 AI 신약발굴 분야 선두기업 TOP33’에, 엑센시아(Exscientia), 리커전(Recursion Pharmaceuticals), 슈뢰딩거(Schrodinger) 등과 함께 이름을 올렸다. 국내에서는 디어젠과 스탠다임만 포함됐다.