비씨월드제약이 인공지능(AI)과 양자역학 기반 계산기술을 신약개발에 접목해 항생제 내성을 극복하기 위한 새로운 후보물질 발굴에 나선다.
비씨월드제약(200780)은 중소벤처기업부가 주관하는 중소기업기술혁신개발사업 ‘중소기업유망기술_AI후보물질탐색’ 과제의 주관연구개발기관으로 최종 선정됐다고 1일 밝혔다.
이번 과제에는 양자컴퓨터 기반 계산화학 솔루션 기업 큐노바가 공동연구개발기관으로 참여한다.
양사는 AI와 양자역학 기반 다중 타깃 약물설계 기술을 활용한 신약설계 워크플로우를 구축하고 항생제 내성 문제에 대응할 새로운 선도물질을 발굴할 계획이다.
◇베타-락타마제·PBP ‘동시 표적’ 후보물질 개발
이번 연구의 핵심은 항생제 내성에 관여하는 범-베타-락타마제(pan-β-lactamase)와 페니실린 결합 단백질(PBP)을 동시에 표적하는 다중 타깃 약물 설계다.
베타-락타마제는 세균이 일부 베타-락탐계 항생제를 분해해 약효를 떨어뜨리는 주요 내성기전 가운데 하나다. PBP는 세균의 세포벽 합성에 관여하는 단백질로 베타-락탐계 항생제의 주요 작용 표적이다.
비씨월드제약과 큐노바는 두 표적을 동시에 겨냥하는 선도물질을 확보하고 향후 비임상 개발 단계로 진입할 수 있는 신규 신약 파이프라인으로 발전시킨다는 계획이다.
단일 표적에 집중하기보다 항생제 내성과 세균 생존에 관련된 복수의 핵심 기전을 함께 공략하는 후보물질을 설계하는 것이 연구의 주요 전략이다.
◇AI로 후보물질 좁히고 정밀 계산기술로 설계 고도화
전통적인 신약개발 방식은 방대한 화합물을 대상으로 후보물질을 탐색하고 반복적으로 최적화하는 과정에서 상당한 시간과 비용이 필요하다.
AI 기반 신약개발은 대규모 화합물 정보를 분석해 특정 표적에 대한 활성과 물성을 사전에 예측하고 유망한 후보군을 선별함으로써 초기 탐색 범위를 줄이는 데 활용되고 있다.
이번 연구에서는 여기에 큐노바의 정밀 계산 기반 약물설계 기술을 결합한다.
비씨월드제약은 자체 신약개발 역량에 외부의 AI·계산화학 전문기술을 접목해 후보물질 탐색과 최적화 과정을 고도화하고 개발 가능성이 높은 선도물질을 확보한다는 전략이다.
◇항생제 내성 대응 신규 파이프라인으로 확대
비씨월드제약은 이번 국책과제를 오픈이노베이션을 통한 연구개발 역량 확대의 계기로 활용할 계획이다.
큐노바와의 공동연구를 통해 AI와 계산 기반 신약설계 분야의 전문성을 확보하고, 연구 결과를 실제 비임상 개발이 가능한 파이프라인으로 연결하는 데 역량을 집중한다.
회사 관계자는 “이번 과제는 당사의 신약개발 역량과 큐노바의 정밀 계산 기반 약물설계 기술을 결합해 항생제 내성 극복을 위한 새로운 후보물질을 발굴하는 연구”라며 “경쟁력 있는 선도물질을 확보해 비임상 개발과 신약 파이프라인 확장으로 이어질 수 있도록 연구개발 역량을 집중하겠다”고 밝혔다.
이어 정부지원 연구를 기반으로 항생제 내성에 대응할 새로운 감염 치료 옵션을 확대해 공중보건 향상에 기여하겠다고 덧붙였다.
이번 연구의 성과는 AI·양자역학 기반 다중 타깃 설계가 실제로 범-베타-락타마제와 PBP를 동시에 공략할 수 있는 유효 선도물질 발굴로 이어지는지, 이후 비임상 후보물질 단계까지 진전할 수 있는지에 달려 있다.
