[BioS]대웅제약, 자체 AI 신약개발 시스템 ‘데이지’ 구축

대웅제약(Daewoong Pharmaceuticals)는 19일 신약개발에 즉각 이용할 수 있는 주요 화합물 8억 종의 분자모델을 전처리를 거쳐 자체 데이터베이스(DB)화하고, 이를 이용한 AI 신약개발 시스템 ‘데이지(Daewoong AI System, DAISY)를 구축했다고 밝혔다.

대웅제약은 향후 전임상, 임상, 시판 등 신약개발(Drug Development) 전주기에 AI 활용을 확대할 계획이다.

대웅제약은 구축한 8억종 화합물질(Compound)의 분자모델 DB를 ‘다비드’(Daewoong Advanced Virtual Database, DAVID)로 명명했다. 화합물질 8억종은 지난 40년간 대웅제약이 신약연구를 통해 확보한 화합물질과 현재 신약 개발에서 이용할 수 있는 거의 모든 화합물질의 결합체라고 회사는 설명했다. 특히 대웅제약은 복잡한 화합물질 구조에서 불필요한 정보를 분리, 제거하는 전처리과정(Preprocessing)을 거쳐 AI 신약개발에 적합한 최적화 데이터로 가공했다.

대웅제약은 AI 신약개발을 위한 데이터베이스를 구축한 후 신약 후보물질 탐색의 첫 단계에 적용할 수 있는 ‘AIVS(AI based Virtual Screening)’ 툴을 개발했다. 이 툴은 AI가 표적 단백질 대상으로 활성물질을 발굴하는 시스템이다. AIVS 툴은 3D 모델링을 기반으로 다양하게 탐색할 수 있고, 동일한 화학적 특성을 지니면서 특허가 가능한 새 활성물질을 생성형 AI로 신속하게 찾을 수 있다고 대웅제약은 설명했다.

대웅제약은 이러한 데이터베이스와 툴을 기반으로 지난해 AI 신약개발 시스템 데이지를 사내에 오픈했다. 대웅제약 연구원들은 데이지에 접속해 신규 화합물질을 발굴하고 약물성까지 빠르게 예측할 수 있다. 이를 통해 대웅제약은 ADMET 연구까지 가능하다고 설명했다. ADMET는 Absorption, Distribution, Metabolism, Excretion, Toxicity의 앞 글자를 따온 것으로 화합물질의 흡수, 분포, 대사, 배설, 독성 등 약물성을 파악하는 연구단계다.

대웅제약은 이같은 AI 신약개발 시스템을 이용해 비만과 당뇨, 항암제 분야에서 연구 성과를 내고 있다는 설명이다. 구체적으로 대웅제약은 AI 신약개발 시스템을 이용해 비만과 당뇨질환 치료제 개발에 대한 두가지 표적 단백질에 동시에 작용하는 활성물질을 발굴하고 최적화 단계에 돌입시키는데 2달이 걸렸다. 이는 연구원들이 1년 넘게 고민하던 문제를 AI를 통해 해결한 사례라는 설명이다.

또 AI 신약개발 시스템을 활용해 암세포 억제 효능을 보이는 활성물질을 발굴하고, 최적화를 통해 특허까지 가능한 선도물질을 확보하는데 6개월이 걸렸다. 이는 기존 방식으로 진행했을 경우 최소 1~2년 소요될 프로젝트였다는게 대웅제약의 설명이다.

박준석 대웅제약 신약Discovery센터장은 “AI 기술은 미지의 영역을 개척하는 인간의 동반자와 같다”며 “딥러닝 AI가 데이터를 쌓으며 학습하고 성장하듯이 연구자도 함께 인사이트를 높이며 동반성장해 나갈 때 비로소 신약개발 성공에 한 걸음 다가설 수 있다”고 말했다.