IT기술 접목, 소재 개발·독성 예측법 나온다

안전성평가연구소, 2017년 ‘피부 민감·투과도’ 서비스 예정

도킹 시뮬레이션(Docking simulation)을 이용한 화장품 소재 검색 흐름도

 

IT 기술을 접목한 화장품 소재 개발과 독성 물질을 예측하는 연구가 진행되고 있다.

한국화학연구원 안전성평가연구소(KIT, Korea Institute of Toxicology)는 컴퓨터 기반 신약개발(Computer-aided drug design․CADD) 방식을 이용해 화장품 관련 생체지표(Biomarker)를 조절할 수 있는 화학물질을 연구하고 있다고 최근 밝혔다.

KIT는 도킹 시뮬레이션(docking simulation, 단백질과 화합물의 결합력을 시뮬레이션하는 기술), 파마코포어(pharmacophore, 약물작용단, 타깃에 효과를 나타내는 부분) 탐색 등의 기술을 적용해 화장품 소재 개발법을 연구중이다.

박대의 선임연구원은 “CADD법을 화장품 원료 발굴에 적용하면, 화장품에서도 신약에서 적용되는 핵심 타깃을 직접 조절하는 원료 발굴 뿐만아니라, 부작용을 사전에 예측해 화장품 소재를 스크리닝할 수 있고, 인 실리코(in silico, 신약개발 및 독성예측 개발과정에서 컴퓨터를 이용하는 기술)’ 등을 이용하면 화장품 소재를 개발하는 시간을 대폭 단축하면서 신규 소재를 확보할 수 있다”고 설명했다.

QSAR기법을 이용한 피부독성 예측 흐름도

KIT는 컴퓨터를 이용해 화장품 원료의 독성을 예측하는 연구도 진행중이다. 이는 기존 피부 독성을 유발하는 화합물 DB(데이터베이스)를 바탕으로 신규 소재의 피부 독성을 예측하는 방법이다.

KIT는 QSAR(Quantitative Structure-Activity Relationships, 구조적 정량 활성 관계) 등의 기법과 화장품의 물리화학적 특성과 독성 종료점(End Point)을 통해 신규 소재의 독성 예측법을 연구하고 있다.

또 KIT는 빅데이터 분석 기법을 이용한 ‘피부 민감도 및 피부 투과도 예측 모델’도 구축중이다.

박대의 선임연구원은 “피부 민감도 모델은 화장품 소재의 부작용을 예측할 수 있고, 피부 투과도 모델은 효능을 예측할 수 있다”면서 “화장품기업은 개발 원료를 스크리닝하면서 원료 소재에 대한 민감도와 투과도를 예측해 개발 우선 순위와 같은 의사결정에 도움을 받을 수 있다”고 말했다.

보완할 점도 있다. 이들 모델은 화합물의 구조식이 필요하고, 천연물 소재와 같이 복합소재일 경우 각각의 유효 구조에 대한 정보가 있을 때 컴퓨터를 이용한 후보 물질 발굴 및 독성 예측이 가능하다. 또한 화장품 타깃 정보와 피부독성 데이터가 부정확할 경우 컴퓨터를 이용한 화장품 소재 예측도는 정확도가 떨어진다.

안전성평가연구소 관계자는 “2014년 12월부터 진행한 이번 연구는 2017년 쯤이면 서비스 할 수 있을것으로 본다”고 말했다.