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신경질환 신약 개발에 나선 AI

How AI Robots Hunt New Drugs for Crippling Nerve Disease

인공지능(AI) 로봇들이 근위축성 측삭 경화증(ALS) 혹은 운동 신경세포 질환으로 알려진 신경 질환 치료제를 찾는 경쟁을 재촉하고 있다. 루게릭병이라고 불리는 이 질환은 근육을 조절하는 신경세포를 공격하고 죽여 근육을 약하게 만들고 마비시키며 결국은 호흡 부전을 일으킨다.

현재 ALS의 진행을 지연시키는 약물로 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받은 약물은 두 가지뿐으로 하나는 1995년부터 다른 하나는 올해부터 사용이 가능해졌다. 매년 14만 건의 새로운 진단이 이루어지는 이 병의 치료제는 없는 상태며 이 병에 걸린 유명한 사람으로는 우주학자 스티븐 호킹이 있다.

의사들이 가장 최악의 병이자 막대한 요구사항이 충족되지 않고 있다고 언급하는 이 병의 치료제 개발 경쟁에 이미 AI가 참여하여 활발하게 활동하고 있다. 강력한 컴퓨터를 기반으로 한 복잡한 소프트웨어는 지치지 않고 편견 없는 우수한 연구자로 활동한다.

방대한 양의 화학, 생물학, 의학 데이터베이스와 과학논문을 분석하여 사람보다 훨씬 빠르게 새로운 생물학적 표적이나 잠재적 약물을 발견하고 있다. 최근 AI가 제안한 후보 하나는 예비 임상실험에서 운동 신경세포 사멸을 방지하고 질병을 지연시키는 가능성을 보였다.

한편, 미국 애리조나 바로우 신경과학 연구소는 IBM 왓슨을 이용하여 ALS와 관련된 새로운 5종의 유전자를 발견했다. 과학자들이 몇 년은 걸릴 것으로 예상했던 이 발견이 몇 달만에 이루어진 것이다. AI가 ALS를 치료할 수 있는 약물을 찾는다면 이 기술에 집중하고 있는 대기업뿐만 아니라 여러 스타트업들에게도 괄목할 만한 승리를 가져다줄 것이다. 이 기업들은 AI가 과학자다 임상의를 대체할 것으로 생각하지 않고 있으며, 기존 신약 개발 방식보다 몇 배 빠르게 돈과 시간을 절약해줄 것으로 보고 있다.

기존 신약 개발은 여전히 모 아니면 도 방식으로 이루어져 거의 50%에 가까운 후보들이 중간 혹은 최종 단계에서 효과를 지속하지 못해 탈락한다. 한편으로는 AI가 기존에 실패했던 약물의 새로운 적응증을 찾는데 도움을 주고 있다. 존슨 & 존슨이 실패한 신약으로 낮시간 과도한 수면 증상을 보이는 파킨슨병을 치료하고자 한다.

GSK, 사노피, 머크와 같은 대형 제약사도 AI를 이용하여 신약 개발에 나서고 있다. 2000년대 초 로봇을 이용해 수백만 가지의 화합물 테스트 효율을 올리고자 했던 “고생산성 선별 방식(high throughput screening)”으로 실패를 경험한 이들은 조심스러운 접근을 하고 있지만 AI를 이용한 현 접근법은 그때와 다를 수 있음을 보여줄 것이다.

[KOSEN 동향] 신경질환 신약 개발에 나선 AI