신테카바이오는 STB CLOUD의 원활한 서비스 및 글로벌 사업 확장을 목표로 대전 둔곡지구에 자체 슈퍼컴센터를 짓고 있다. 슈퍼컴센터 완공 이후 현재 3000여 대 수준인 슈퍼컴을 1만대 수준까지 확충할 예정이다.
초기단계(Early Stage) AI 신약개발 CDMO란.
위탁생산의 의미인 계약 개발 제조 조직(CDMO, Contract Development and Manufacturing Organization)은 의약품 개발에서 의약품 제조에 이르는 포괄적인 서비스를 제공하기 위해 계약 기반으로 제약 산업의 다른 회사에 서비스를 제공한다. CDMO 사업의 대표 회사들은 셀트리온, 삼성바이오로직스, SK바이오텍, 대웅제약, 동구바이오제약 등이 있다.
초기 단계의 AI신약개발 시장에서도 슈뢰딩거, 인실리코 메디슨, 아톰와이즈 등이 이와 유사한 원스톱 서비스(One-Stop-Service)를 제공하고 있다. AI신약개발의 원스톱 서비스는 ‘발굴>최적화>독성>비임상’ 전체를 대행하는 사업이다. 그러나 이러한 위탁생산을 수행하는 글로벌 AI신약 플랫폼 기관들은 확장성(scalability)에 한계를 가지고 있다. 표준화(standardization)된 발굴, 최적화, 독성 및 임상이 현실적으로 불가능하기 때문이다.
첫번째 기고문(AI 신약 플랫폼 딥매처) 및 두 번째 기고문 (STB CLOUD의 원클릭-발굴 서비스)에서 설명한 AI 신약 플랫폼 딥매처와 원클릭-발굴 서비스를 가능하게 한 STB CLOUD는 이러한 표준화(standardization) 및 확장성(scalability) 문제를 혁신 IT기술(클라우드 컴퓨팅)과의 융합으로 해결 가능하다는 것을 증명한 실제 사례이다.
STB CLOUD에 2023년 2분기에 선도물질-약효-최적화(auto-lead-opt)가 탑재되고, 현재 개발 중인 ADMET-TOX까지 2024년에 완성되면 초기 단계의 AI 신약개발을 수행할 수 있는, 즉 원스톱 CDMO 서비스를 수행할 수 있는 기반을 마련하게 된다. AI 신약개발의 혁신 영역인 표준화 및 확장성 문제가 해결되는 것이다.
신테카바이오가 보유하고 있는 AI 슈퍼컴퓨팅 센터, STB CLOUD, 그리고 다양한 적응증 및 표적에 표준화된 플랫폼(합성, 백신&항체신약의 발굴, 최적화, 독성 및 유전체 바이오마커) 등을 통해 주요 제약사들은 신약개발 프로젝트의 초기 단계를 아웃소싱 할 수 있으므로 파이프라인 확장에 도움이 되고, 제약사는 약물 마케팅에 집중할 수 있게 된다.
미래 신약개발 핵심 요소인 AI, 슈퍼컴퓨팅 인프라 그리고 클라우드.
△자료=신테카바이오 제공
효율적인 AI신약개발을 위해서는 약물설계 및 후보물질 도출을 위한 AI, 그리고 AI를 실행하기 위한 빅데이터/인공지능 기반 고성능 컴퓨팅파워가 필수이다. 이 두 가지를 바탕으로 AI기반 약물설계가 이루어져야 비로소 제대로 된 AI신약개발이 가능하다.
정부도 AI신약개발의 중요성을 인지하고 과기정통부, 보건복지부가 함께 ‘AI신약개발 플랫폼 구축사업’을 통해 인공지능 R&D를 지원했으며 2026년까지 인공지능 활용 혁신신약 발굴사업을 추진하고 있다. ‘AI신약개발 플랫폼 구축사업’을 통해 발간된 보고서에 따르면 AI신약개발 전문가들과 정부는 AI신약개발에 중요한 3가지 중심축을 다음과 같이 말하고 있다.
(1)약물설계 및 후보물질 도출을 위한 AI기술 및 예측 시스템 개발
(2)빅데이터/인공지능 기반 고성능 컴퓨팅 클라우드 플랫폼 구축
(3)빅데이터/인공지능 기반 약물설계 및 후보물질 도출
현시점에서의 국내외 AI 신약개발 상황은 어떤가.
많은 바이오텍, 스타트업들이 AI신약개발 시장에 출사표를 던지고 있다. 다만 대부분이 AI알고리듬만 활용해 AI기반 약물설계 및 후보물질을 도출하고 있다는 한계점이 존재한다.
AI 알고리듬의 성능이 중요한 것은 사실이다. 다만 AI신약개발 부문에서는 방대한 양의 시뮬레이션이 필수이기 때문에 컴퓨팅파워의 뒷받침 없이 약물설계를 하거나 후보물질을 도출할 경우 제대로 된 결과물을 얻기 힘들다. 예측능력이 좋은 알고리듬을 보유하고 있더라도 화합물과 타깃 사이의 최적 결합자세(best pose)를 찾기 위해서는 이를 구동할 하드웨어 파워가 필요하다. 쉽게 설명하면, 최근 출시된 히트게임이 저사양 PC에서 구동이 불가한 것과 마찬가지인 것이다.
AI 신약개발 시대를 앞둔 신테카바이오는.
AI신약개발 육성을 위한 정부의 판단은 틀리지 않았다. 신테카바이오는 일찌감치 신약개발 AI 알고리듬과 컴퓨팅파워의 중요성을 절감하고 AI 알고리듬뿐만 아니라 컴퓨팅파워 확보를 위한 자체 데이터센터 건축 등 본격적인 AI 신약개발 시대를 앞두고 이와 관련된 투자를 적극 집행하고 있다.
정부가 효율적으로 AI신약개발을 하는 데 필요한 요소로 강조한 세 가지 중
(1)약물설계 및 후보물질 도출을 위한 AI기술 및 예측 시스템 개발 분야는.
AI신약개발 플랫폼 및 S/W에 해당되는 부분이다. 이 부분에서 신테카바이오는 AI Hit-discovery 플랫폼인 ‘DeepMatcher-Hit’을 출시했으며 NEO-ARS 및 아직 대외에 공개되지 않은, Auto-Lead-Opt, ADMET-TOX, AI기반 항체신약 등 다양한 플랫폼을 보유하고 있다.
(2)빅데이터/인공지능 기반 신약개발 고성능 컴퓨팅 클라우드 플랫폼 구축 분야는.
슈퍼컴퓨터 H/W와 클라우드의 중요도를 나타내는 부분이다. 이부분에 있어 신테카바이오는 현재 3,000대 규모의 슈퍼컴을 운용하고 있으며 올해 슈퍼컴센터의 구축과 함께 1만대 수준의 슈퍼컴 확보를 추진중이다. 또한 수십년 간의 슈퍼컴 운영 경험이 있는 전문인력이 포진해 있어 남다른 경쟁력을 확보하고 있다.
또 한가지 중요한 포인트인 클라우드 구축은 서비스의 확장성과 관계가 있다. 고객사가 제대로 AI신약 S/W를 활용하기 위해서는 컴퓨팅파워가 필요한테, 아무리 좋은 슈퍼컴퓨팅 파워라도 들고 다닐 수는 없는 일이다. 물리적, 지리적 한계가 발생한다. 이를 극복하지 못하면 세계 최대의 제약시장인 미국 시장을 확보하기가 어려워진다. 이러한 물리적, 지리적 이슈를 극복할 수 있도록 상품화한 것이 세계 최초의 클라우드 기반 AI신약개발 플랫폼인 ‘STB CLOUD’다.
STB CLOUD는 바로 글로벌 시장 진출을 위해 심혈을 기울여 만든 플랫폼이다. R&D 영역에서 제한적으로 사용하던 AI신약개발 플랫폼을 표준화, 단순화, 자동화해 클라우드에 장착하는 것은 쉬운 일이 아니었다. 회사가 가진 모든 AI신약개발 플랫폼들을 클라우드 환경에서 편리하게 사용할 수 있다는 측면에서 신테카바이오는 경쟁력을 가진다.
(3)빅데이터/인공지능 기반 약물설계 및 후보물질 도출 부분은.
S/W, H/W, 클라우드 시스템을 바탕으로 실제 신약개발 후보를 찾아내는 영역이다. AI신약개발은 S/W, H/W, 클라우드 시스템이 제대로 갖춰져 있지 않으면 좋은 결과물을 얻기가 힘들다. 신테카바이오는 딥매쳐와 슈퍼컴 및 클라우드 시스템을 이용해 약물설계 및 후보물질 도출과제를 진행하고 있다.
현재 대규모 약물재창출(DR) 프로젝트 등을 통해 도출된 유효물질 100여 종을 신약 파이프라인 프로젝트로 진행하고 있다. 일부 파이프라인은 동물실험에 진입했으며, 차례로 각 물질에 적합한 실험을 진행할 예정이다.
신테카바이오가 생각하는 AI센터의 미래는.
AI신약개발 플랫폼과 슈퍼컴을 활용해 STB CLOUD의 원활한 서비스 시행 및 자체 신약 파이프라인 확보를 통해서 많은 검증 자료 확보에 집중할
계획이다.
초기 단계 AI신약개발에는 신약개발 알고리듬과 컴퓨팅파워 모두 필수적인
요소이나 현재 컴퓨팅파워를 갖추고 있는 AI 신약업체는 거의 없다. 그러므로
중장기적 관점에서 AI 슈퍼컴퓨팅 센터, STB CLOUD, 그리고
다양한 적응증 및 표적에 표준화된 플랫폼(합성, 백신&항체신약의 발굴, 최적화, 독성
및 유전체 바이오마커) 등을 확보할 예정이다.
일정 수준의 표준화 및 확장성 검증이 끝나면 글로벌 제약사로부터 다양한 적응증 기반의 CDMO 개념의 원스톱 서비스를 수주하고, 국내외 글로벌 제약사를
대상으로 ‘표적 발굴>유효물질 발굴>선도물질 최적화>독성>비임상’ 전체를 대행해주는 ‘Early Stage AI 신약개발 CDMO’ 역할도 병행할 예정이다.
△정종선 신테카바이오 대표.
