[FETV=김주영 기자] 대웅제약이 국내 제약업계 최초로 AI 신약개발 전담 조직을 설립하고 후보물질 탐색에서 전임상 약물성 예측까지 전주기 AI 기반 신약개발 체계를 구축했다. 해당 시스템은 동물실험을 대체할 수 있는 요소를 포함하고 있어 시장의 주목을 받고 있다.

대웅제약은 지난 2021년 국내 제약사 최초로 ‘AI신약팀’을 발족했다. 이 조직은 AI 기반으로 신약 후보물질을 도출하고 약물 특성을 예측하는 역할을 담당하며 기존 실험 중심의 후보물질 탐색 방식을 대체할 수 있는 기술 개발에 집중했다.

◇AI신약팀, 시스템 구축해 실전 활용까지

AI신약팀은 자체 데이터베이스와 분석 플랫폼을 기반으로 신약개발 단축 및 효율화 전략을 추진하고 있다.

지난 2022년 8억 종 이상의 화합물 분자 구조 데이터를 전처리해 가상 라이브러리 형태로 통합한 ‘다비드(DAVID, Daewoong Advanced Virtual Database)’를 구축했고 AI 기반 가상탐색 시스템 ‘AIVS(AI-based Virtual Screening)’를 통해 후보물질을 스크리닝하는 구조를 완성했다.

AIVS는 타깃 단백질과 화합물 간의 결합 가능성을 예측하고 유효물질 후보를 가상으로 선별하는 시스템이다. 기존 실험 기반의 탐색에 비해 빠른 속도로 후보군을 좁힐 수 있어 개발 초기단계의 생산성과 시간효율을 높이기 위한 목적으로 활용된다.

대웅제약은 2024년 이 플랫폼을 통합해 신약개발 과정 전반을 아우를 수 있는 자체 AI 신약개발 시스템 ‘DAISY(데이지, Daewoong AI System)’로 명명했다.

데이지는 후보물질의 유효성, 안정성, 약물동태를 예측하고 전임상 실험 설계와 동물실험 필요성을 줄이는 데 활용되고 있다. AI신약팀이 운영하는 이 플랫폼은 내부의 화합물 DB(다비드), 가상탐색 시스템(AIVS), 구조 최적화 도구(DAIFrag), ADMET 예측 시스템(DAISY)으로 구성돼 있으며 전체 개발 과정을 예측 기반으로 설계하고 있다.

플랫폼 적용 이후 대웅제약은 실질적인 개발 속도 단축 효과를 확인했다. 비만·당뇨 치료제 영역에서는 두 가지 표적 단백질에 동시에 작용하는 활성 물질을 2개월 만에 선별했고 항암제 영역에서도 암세포 억제 효능을 보이는 활성 물질을 6개월 내 확보해 특허 출원이 가능한 선도물질 수준까지 도달했다. 기존 1년 이상 소요되던 후보물질 탐색 및 검증 과정이 절반 이하로 단축됐다는 설명이다.

◇외부협력으로 AI 신약 개발 속도 올려

대웅제약은 지난 2023년에 AI 기반 신약개발 기업 파로스아이바이오와 항암제 후보물질 ‘PHI-501’의 원료의약품 생산을 위한 CDMO 계약을 체결했다. 이 물질은 파로스아이바이오의 AI 플랫폼 ‘케미버스(Chemiverse)’에서 발굴된 고형암 치료제 후보물질로 대웅바이오가 원료의약 생산과 공정 최적화, 임상시험용 의약품 생산(CMC 포함)을 맡고 있다. PHI-501은 2025년 6월 식품의약품안전처로부터 임상 1상 승인을 받았다.

최근에는 고려대학교 안암병원과 ‘AI 기반 신약개발 기술협력’을 위한 MOU를 체결하기도 했다. 병원이 보유한 임상 및 유전체 데이터를 기반으로 AI 플랫폼에서 후보물질 예측 정밀도를 높이고 실제 임상 적용 가능성을 검증하는 공동 연구를 진행 중이다. 고려대병원은 연구중심병원으로서 신약 타깃 단백질 도출을 담당하고 대웅제약은 이에 대한 화합물 스크리닝과 후보물질 설계를 맡는다. 

현재 대웅제약은 해당 플랫폼을 비만, 대사질환, 항암 등 8개 주요 질환 분야에 적용하고 있으며 이를 바탕으로 신약 파이프라인을 확장 중이다. AI신약팀은 플랫폼 업그레이드와 알고리즘 고도화를 지속하고 있으며 후보물질 발굴 정확도 향상과 함께 전임상, 임상 진입 속도를 끌어올리는 데 집중하고 있다.

대웅제약 관계자는 “AI 기술을 활용한 신약개발은 후보물질의 효능과 독성을 빠르게 예측하고 실험 부담을 줄이는 데 기여하고 있다”며 “AI신약팀을 중심으로 신약개발 전 과정을 효율적으로 운영할 수 있는 시스템을 지속 강화하겠다”고 말했다.