인공지능 활용한 RNA 신약 개발 연구 '고도화'

RNA 신약 개발, 약물 전달 시스템 기술이 핵심

‘팜캐드 AI 신약개발 컨퍼런스 2022’ *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스] 송연주 기자 = mRNA 코로나19 백신 같은 RNA 약물을 개발하기 위한 AI 활용 연구가 고도화되고 있다.

13일 시그니엘 서울에서 열린 ‘팜캐드 AI 신약개발 컨퍼런스 2022’에선 인실리코(컴퓨터 모의실험) 약물전달시스템(DDS)의 최신 연구 동향이 조명됐다.

AI 신약개발 기업 팜캐드는 저분자화합물 신약 개발 AI 플랫폼인 ‘파뮬레이터’에 이어 RNA 백신 개발 플랫폼인 팜백(PharmVAC)을 개발 중이다. 팜백을 통해 탄생한 아이진의 코로나19 mRNA 백신 후보물질(EG-COVID)은 현재 임상 2상 중이다.

팜캐드는 파뮬레이터를 활용해 백신 항원 단백질을 예측하고, 그 전사체인 mRNA 시퀀스(염기 서열)를 선정했다. 이후 팜백을 통해 후보물질을 설계했다. 팜백은 RNA 서열의 3차원 구조가 얼마나 안정적인지, 약물전달시스템 안에 들어갔다가 잘 나오는지 등을 예측한다. 현재 3차원 구조 예측이 가능한 플랫폼으로 발전시키는 중이다.

이 회사 우상욱 대표(부경대학교 물리학과 교수)는 “백신을 좀 더 쉽게 설계할 수 없을까 고민하다가 파뮬레이터의 확장판으로 팜백을 구축했다”며 “DDS와 RNA를 결합한 플랫폼으로 만들어가고 있다”고 말했다.

이어 “팜백은 4개 모듈로 구성돼 있다”며 “RNA 시퀀스를 최적화해 3차원 구조 예측, RNA를 세포 내에 전달하는 약물전달시스템 등이다. 우린 약물전달시스템으로 지질나노입자(LNP)에 관심을 갖고 있다”고 설명했다.

RNA는 빠르게 후보를 도출할 수 있는 장점이 있지만 자체적으로 세포막을 투과하기가 어려워 약물을 세포 내로 잘 전달하기 위한 효과적인 전달기술 개발이 필수적이다. 약물전달시스템만 잘 갖춰지면 매우 효율적인 약물이 될 수 있다는 게 이날 발표자들의 시각이다.

마르티나 파 누조 팜캐드 수석연구원은 “RNA는 타깃인 멤브레인(전해질막)에 잘 결합시키기가 어렵고 엔도좀(세포 외 단백질을 포함한 체내 항체에 존재하는 막 결합 소포) 관련 탈출이 어려운 문제가 있다”고 말했다.

이어 “보다 효율적인 제제 설계에 대한 지침을 제공하기 위해 지질 성분과 입자 특성이 LNP의 상호작용에 미치는 영향을 예측하는 도구로 시뮬레이션을 활용하고 있다”고 말했다.

피터 틸레만 캐나다 캘거리대학과 생화학과 교수는 “RNA는 타깃 표적이 어렵고 전달 메커니즘이 완전히 이해되지 않은 분야다. 또 mRNA의 2~3%만이 세포질에 도달한다”고 운을 뗐다.

이어 “이온화 지질을 연구하기 위해선 타깃이 되는 멤브레인 자체도 연구해야 한다”며 “멤브레인을 모델링한 마르티니 시뮬레이션은 분자 간 상호작용을 이해하는 데 도움된다”고 말했다.

루카 몬티첼리 프랑스국립과학연구원 MMSB 연구소장은 “멤브레인은 지질입자가 세포 안으로 들어가는 데 첫 번째 장애물이다”며 “세포 내로 들어가려면 여러 개의 멤브레인을 통과해야 하는데 생리학적 상태에선 고해상도의 구조 정보를 얻기 어려워 시뮬레이션이 인기를 얻는다”고 말했다.

한편, 팜캐드는 뉴로벤티와 자폐스펙트럼장애증 연구를 진행 중이다. 우 대표는 “현재 자폐증 치료제의 최적화 작업을 진행 중이며 유럽 2상에 들어가려고 준비한다”고 말했다.


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