[르포] AI연구소에서 동물실험센터까지 갖춘 보로노이 가보니

인공지능연구소, 합성·바이오 연구소, 동물실험센터 구비

"4~5년 걸릴 연구 1년 반이면 가능…연구개발 효율성 극대화"

보로노이 연구원이 세포 활성 연구를 하고 있는 모습 (사진=뉴시스) *재판매 및 DB 금지

 
【서울=뉴시스】황재희 기자 = “자체 연구소·동물실험센터로 신약 후보물질 발굴을 위한 시간·비용을 1/3로 단축할 수 있습니다.”

인천 송도에 위치한 약물설계기업 보로노이는 바이오벤처로는 유일하게 화합물 설계·합성을 위한 AI연구소와 합성 연구소, in vivo·in vitro(생체 내·외), PK(약동학) 및 독성평가를 위한 바이오연구소와 동물실험센터를 자체적으로 보유하고 있다. 연구개발 효율성을 극대화하기 위한 전략이다.
 
AI(인공지능)연구소에서는 후보물질설계 과정을 거친다. 보로노이는 자체 신약개발 플랫폼 ‘보로노믹스’를 보유하고 있는데, 보로노믹스는 자체 신약개발 플랫폼 인공지능 모델들로 구성된 카이허브, 엑스레이 단백질 결정학이 결합된 분자동력학(컴퓨터를 이용해 분자운동의 모의실험으로 분자 동적구조 또는 물성을 연구하는 기법), 실험과 그 과정을 체계적으로 관리하는 연구개발 프로세스 매니저로 구성된다.

인공지능 카이허브 핵심 데이터베이스인 ‘카이허브맵’은 약 4000개 화합물에 468개 인산화효소(카이네이즈)에 대한 결합력을 프로파일링한 데이터베이스다.

기존 억제제들이 암의 원인 돌연변이 단백질만 정밀 타격하지 못하고 정상 기능을 담당하는 단백질도 함께 타격해 부작용이 발생하는 문제점을 ‘인산화효소 프로파일링’(Kinase Profiling)이라는 핵심 기술을 통해 해결한 것이다.

보로노이 김대권 대표는 “타사의 신약 개발은 한 가지 타깃에만 후보 물질 활성을 확인하기 때문에 임상 개발 과정에서 독성 부작용이 발생하는 경우가 많지만, 보로노이는 연구개발 초기 단계부터 타깃 단백질에 반응하고 독성 없는 물질을 데이터베이스에서 찾아 약물 설계에 활용해 선택성을 월등히 높였다”고 말했다.
 
AI연구소에서 후보물질 설계를 완료하면, 연구소에서는 실제 화합물 합성에 나선다. 설계가 완료됐다 하더라도 실제적으로 합성이 안되는 경우도 존재한다. 이후 화합물 합성까지 완료하면 효소활성, 세포활성, 독성, ADME(흡수,분포,대사,배출), 허브독성 등 세포 외 실험인 인비트로 스크리닝을 거친다.

바이오연구실 정홍열 팀장은 “연구소에서는 바이오 생화학 부분 효소 활성에 대한 스크리닝과 세포 활성 부분을 연구한다”며 “자동화기기를 통해 걸러진 물질들을 점검하고 2차적으로 세포 활성을 거친 다음 ADME를 거쳐 동물실험에 들어간다”고 말했다.

보로노이 동물실험센터에서 사육하고 있는 마우스와 RAT, 실시간 모니터를 통해 이상반응을 확인할 수 있다. (사진=뉴시스) *재판매 및 DB 금지

보로노이 동물실험센터에는 마우스와 랫(RAT), 면역부전 마우스를 키울 수 있다. 한번에 2000마리 이상을 사육할 수 있는 규모로, 보로노이는 1년에 1만마리 이상의 마우스 실험을 하고 있다. SPF(무균실)에서 항암모델과 면역모델을 만들고 약물을 투여해 부검까지 한 번에 가능하다.

보로노이 동물실험센터 김제혁 팀장은 “하나의 케이지(우리) 안에 최대 5마리가 넘지 않게 관리하고 있으며, 각각의 케이지를 분리해서 관리하고 있기 때문에 한 부분에 문제가 생기더라도 영향을 받지 않고 독립적으로 관리가 가능하다”며 “이 모든 과정을 실시간으로 대응할 수 있다는 점이 큰 장점”이라고 설명했다.
 
보로노이 조시영 사업전략이사는 “각 단계별 화합물 실험의 우선순위를 정하고 다음 단계로 통과시킬 후보물질을 정하는 것은 신약개발비용과 효율 측면에서 매우 중요하다”며 “최종 후보물질 도출을 위해 평균 4~5년이 걸리지만 보로노이는 이 같은 과정을 거쳐 1년~1년6개월에 도출하는 것이 가능하다”고 말했다.

보로노이 연구원이 동물실험실에서 연구를 하고 있는 모습 (사진=뉴시스) *재판매 및 DB 금지

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