日 세계최초 ‘AI 약효 예측 시스템’ 개발

작용기전 해명 및 환자 체질에 맞는 ‘맞춤의료’ 등 기대

일본 국제 전기통신 기초기술 연구소(ATR)가 AI(인공지능)로 의약품이 사람의 장기나 기관에서 어떻게 작용하는지를 예측하는 시스템을 세계 최초로 개발했다.

이 시스템을 이용하면 작용기전의 해명 및 미지의 효능과 부작용의 탐색, 각 환자의 체질에 따른 ‘맞춤의료’ 등에 도움을 받을 수 있을 것으로 기대된다.

ATR의 사토 나루토쿠 소장은 과학기술 진흥기구에서 실시한 프로젝트의 일환으로 이 시스템을 개발하게 됐다.

연구팀은 ‘질환은 장기나 장관 사이의 커뮤니케이션 혼란으로 생기며 악화한다’는 관점에서 항암제나 고지혈증치료제 등을 실험쥐에 투여하고, 장기 및 신장, 눈, 뇌 등 총24개의 개별  장기 및 장관의 유전자 작용을 총체적으로 해석하여 국소가 아닌 전신에서의 약물의 작용을 조사했다.

하지만 실험쥐와 사람은 약제에 대한 반응이 같지 않다. 따라서 연구팀은 어떻게 차이가 나타나는지를 AI가 실험쥐의 실험데이타와 대학 및 연구기관이 공개하는 환자의 유전자정보를 비교하여 심층 학습하게 하고, 사람에 대한 작용을 상세하게 예측하는 ‘휴머나이즈드(인간화) 마우스 데이터베이스’를 구축했다.

약제에 대한 반응을 몸 전체의 유전자레벨에서 확인함으로써 약효가 있는지, 질환이 있는지를 판별할 수 있는 마커도 탐색할 수 있다. 타액에 포함된 미량의 유전자 산물을 조사하여 질환의 조기발견이나 효과적인 치료도 할 수 있다고 한다. 

사토 소장은 신약개발 및 치료·예방법 개발로 연결하기 위해서 벤처기업 ‘Karydo Therapeuti X’를 설립하여 연구거점을 마련하였으며, 교토부 등으로부터 지원을 받아 인터넷에서 8개 약품의 데이터(일부 무료)를 선행 공개했다.