[사진설명] 신종코로나바이러스 퇴치물질및 방법을 발표한 AI신약개발업체 인실리코메디슨의 알렉스 자보론코프와 인실리코코리아의 박영숙유엔미래포럼 (늙지않는 알약)

인간의 공포를 넘어서기 위한 AI 바이오 스타트업은 미국의 인실리코 메디슨(Insilico Medicine)이다. 2월 6일 이 기업은 AI를 활용해 신종 코로나바이러스의 유사 프로테아제(단백질 분해효소제)를 표적으로 하는 분자구조를 발표했다. 특히 인실리코 메디신은 향후 제약업체들이 테스트할 수 있도록 분자 100개를 선정하고 이를 공개했다. 약물분자가 효과를 내려면 타깃으로 하는 한 가지 수용체에 맞아야하기 때문에 독특한 모양과 전하를 가져야한다고 하는데, 이를 AI로 찾은 것이다. 인실리코 메디슨의 창업자는 알렉스 자보론코프이고, 한국의 인실리코코리아 (박영숙유엔미래포럼 unfutureforum@naver.com)를 2017년 설립하였다.



과학자들은 인공지능을 통해 코로나바이러스에 대한 잠재적 치료법을 식별하고 있다. 또 연구원들은 AI를 사용하여 기존의 의료정보를 통해 새로운 코로나바이러스를 치료하는 데 도움이 되는 치료제를 찾고있다.

AI를 이용한 신약개발의 1인자인 인실리코메디슨은 827개의 신약후보군을 보유하고 있으며, 이들은 모두 인공지능이 찾아준 신약개발가능한 후보군들이다. 인실리코메디슨은 신종코로나바이러스 치료법을 찾았다. 메릴랜드의 스타업 인실리코 메디신( Insilico Medicine)은 1월 6일 인공지능을 사용하여 코로나 바이러스에 대한 효과적인 치료의 기초를 형성할 있는 분자를 신속하게 식별했다고 밝혔다. 또 2019-nCoV 3C 유사 프로테아제를 표적으로 하는 소분자의 구조를 발표했으며, 생성된 여러 화합물을 합성하고 테스트할 것이라고 밝혔다.

1월 31일부터 28개의 머신러닝 모델을 사용하여 3C와 같은 단백질 분해효소에 결합하여 기능을 억제할 수있는 새로운 소분자를 설계하기 시작했다. 이러한 기술 중 일부는 딥페이크(deepfake)를 생성하는 데 가장 잘 알려진 동일한 유형의 적대적 생성신경망(GAN, Generative Adversarial Network)을 사용했다. 이 경우 AI는 매우 사실적이고 가짜 비디오를 생성하는 대신 프로테아제와 결합 할 올바른 구조를 형성하는 방법으로 새로운 분자를 생성하는 것이다.

특히 바이러스에 대한 잠재적 의약품으로 전환될 수 있는 수천 개의 새로운 분자를 식별하기 위해 인실리코의 AI 기반 시스템은 4 일이 걸렸다. 인실리코는 가장 유망한 후보자 100 가지를 합성하고 테스트하는 한편 다른 연구자들이 사용할 수 있는 새로운 분자 구조의 전체 라이브러리를 수시로 업로드할 것(업로드홈)이라고 밝혔다.
인공지능은 새로운 전염병과 싸우기 위해 새로운 백신과 약물을 만드는 데 걸리는 시간을 획기적으로 줄이고 있다. 

중국 우한과 관련된 새로운 코로나바이러스(2019-nCoV)를 퇴치하기 위해 연구원들은 인공지능을 사용하여 이미 승인된 약물과 완전히 새로운 화합물을 포함한 잠재적 치료법을 발견하고 있다. 인공지능이 코로나 바이러스 퇴치에 최전선에 나선 것이다.

새로운 치료법을 찾아서 테스트하여 다른 방법으로 몇 년이 걸리는 것과 달리 일주일 또는 2 주 만에 인간 임상 시험을 실시하는 것으로 미국의 생명 공학 회사 길르앗(Gilead)은 지난 주 베이징 병원과 코로나 바이러스 발병의 중심인 우한(Wuhan)에서 기존 항 바이러스 약물인 레메데비르 (remdesivir)에 대한 인간 테스트를 시작하기 위해 지난 주 계약을 체결했다.

또한 외신에 따르면 한국에 위치한 AI 약물 발견 회사인 디어젠(Deargen)과 제휴한 또 다른 과학자들은 딥러닝을 사용하여 잠재적 치료법으로 연구 할 수 있는 다양한 항 바이러스 약물을 찾을 수 있다고 전했다. 이 연구에서는 2019-nCoV의 바이러스 성 단백질에 작용할 수 있는 상용 약물을 식별하기 위해 MT-DTI(Moleculule Transformer-Drug Target Interaction)라는 사전 훈련된 딥러닝 기반 약물-타겟 상호 작용 모델을 사용했다. 미시건 주립대(Michigan State University)의 연구팀은 2019-nCoV의 새로운 약물 후보 물질을 만들기 위해 머신러닝 기술을 사용 하는 방법 에 대한 논문(2019-nCoV 약물의 기계지능 설계-Machine intelligence design of 2019-nCoV drugs)을 발표했다. 

생성 네트워크의 개요: SMILES 스트링(SS)은 게이트된 재귀 신경망(GRU) 기반 인코더를 통해 잠복 공간 벡터로 인코딩된다. 이러한 벡터는 미리 훈련된 심부 신경망(DNNs)에 의해 예측되는 결합 친화성, 파티션 계수(LogP), 유사성 등과 같은 바람직한 약물적 특성을 달성하기 위해 분자 생성기에서 수정된다. 생성된 약물과 같은 분자는 GRU 기반 디코더에 의해 SS로 번역된다. 이러한 SS의 물리적 특성은 2D 지문 기반 멀티태스크 DNN에 의해 검증된다. 유망한 약물 후보를 MathPose 단위로 보내 3D 구조를 생성하고, 이를 수학적 딥러닝(MathDL) 센터에서 검증하여 새로운 약물 후보를 선택한다.

이처럼 인공지능은 잠재적인 새로운 치료법을 파악하고 신속하게 수행할 수 있는 것은 과학자들이 질병과 증상, 약물 및 그 효과, 치료에 반응할 수 있는 환자 사이의 관계를 밝혀내는 데 도움이 될 수 있으며, 압도적인 생·의학적 정보로 인해 우리가 놓칠 수 있는 통찰력을 얻을 수 있다.

수수께끼의 질병이 처음 발생하면 정부와 공중 보건 당국이 정보를 빠르게 수집하고 대응하기가 매우 어려울 수 있다. 그러나 인공지능은 전 세계의 보고서와 온라인 콘텐츠를 통해 자동으로 마이닝 할 수 있다. 전문가가 잠재적 전염병 또는 전염병으로 이어질 수 있는 이상을 인식할 수 있는 것이다. 다시 말해, 코로나 바이러스에서 보는 것과 같이 생명을 위협하는 재앙에 직면했을 때 과학자들의 시간을 절약하는 것만으로도 세상을 변화시킬 수 있는 것이다.

'AI 신약개발'… 글로벌제약사는 뛰는데,국내사는 '걸음마'



인공지능(AI) 기반 신약개발이 국내외에서 활발히 추진되고 있다. AI 기반 신약개발은 실패율을 줄일 수 있어 일부 대형 글로벌제약사들이 백신부터 난치병 치료제까지 신약개발에 적용하고 있다. 제약바이오협회가 최근 발간한 ‘AI와 제약산업’ 보고서에 따르면 화이자, GSK, 노바티스, 사노피 등 빅파마들이 신약개발에 AI를 접목하고 있고, 일부는 임상시험에 활용하고 있다. 화이자는 미국 AI 기업인 IBM의 왓슨<사진>을 이용, 면역항암제 등에 활용 중이며, 테바는 AI를 통해 중추신경계 및 호흡기 치료제를 개발 중이다. 미국의 인실리코메디슨은 최근 신종코로나바이러스의 치료 물질과 치료법을 발표하였다.

GSK는 영국 AI 기업인 엑스사이언티아 등과 손을 잡고 백신 및 감염병치료제 등을 개발하고 있다. 사노피도 엑스사이언티아와 당뇨병 및 심혈관질환 신약 후보물질을 발굴하고 있다. 얀센은 또 다른 영국 AI 기업인 베네볼렌트와 임상 단계 후보물질 평가와 함께 난치성 질환 신약을 개발 중이다. 노바티스는 유럽 AI회사 인실리코 메디슨과 협력해 흑색종 등 항암신약을 개발 중이다. 제넨테크도 GNS 헬스케어와 AI를 활용해 새로운 암 치료법을 위한 연구를 진행하고 있다.


반면 우리나라는 과학기술정보통신부 주도로 AI 신약개발 플랫폼 구축을 추진하는 등 아직까지 정부에 의존하고 있는 수준이다. 한국화학연구원을 중심으로 AI 기업 및 연구소가 참여하는 컨소시엄을 구성, AI 플랫폼을 개발하고, 개발된 플랫폼은 검증 작업을 거쳐 제약사 등도 자유롭게 사용할 수 있도록 내년쯤 공개를 목표로 하고 있다. 협회 관계자는 “제약산업의 핵심인 신약개발은 실패 위험(리스크)이 높고,오랫동안 대규모 투자가 이뤄져야 한다”며 “이런 리스크를 줄이기 위해선 AI 기반 신약개발이 필요하다”고 말했다. 걸음마 단계인 국내 제약사와 달리 화이자와 GSK 등 글로벌 제약사들은 3~4년 전부터 AI를 활용한 신약개발로 임상(초기임상) 등 개발 기간을 단축하고 비용도 낮추는 등 성과를 보이고 있어 주목된다고 설명했다.





약업신문 2020. 1. 21 기사 참조


인공지능(AI)에 대한 제약계의 관심이 더해가는 가운데, 올해도 빅파마들을 중심으로 의약품 개발 및 관리에 AI를 접목시키려는 움직임이 일면서 AI에 대한 관심이 계속될 지 주목된다. AI는 단순한 디지털을 넘어 새로운 차원으로 각 산업계에 자리 잡고 있는 개념 중 하나다. 제약계에서는 대표적으로 신약 개발 과정에 도입되는 추세며, 최근에는 사노피, GSK, 셀진 등이 AI 접목 신약 개발 파트너십 구축에 나선 바 있다.


지난 14일에는 화이자가 미국 인실리코 메디슨(Insilico Medicine)과의 연구개발 제휴를 발표해 주목받았다. 인실리코 메디슨은 존스 홉킨스대학 이머징 테크놀로지센터 산하 테크놀로지 기업으로, 인공지능(AI) 신약 개발을 전문으로 하는 곳으로 알려져 있다. 구체적은 협업 내용을 살펴보면, 화이자는 인실리코 메디슨이 보유한 기계학습(machine learning) 기술과 팬도믹스 디스커버리 플랫폼(Pandomics Discovery Platform)을 이용해 다양한 질환들의 치료 표적에서 리얼월드 근거(RWE)를 도출해 낼 예정이다.


바이엘은 영국 AI 신약 개발을 전문으로 하는 영국의 엑스사이언티아(Exscientia)와 협업에 나선다. 협업은 엑스사이언티아가 특허를 보유한 인공지능 신약개발 플랫폼 및 약물설계 노하우를 바이엘의 신약 개발 역량과 결합시켜 신약 개발 후보 물질을 탐색하는 과정을 거칠 예정이다.
특히 양사는 신약 개발 초기 단계에 인공지능 기반 알고리즘을 적용해 심혈관계 및 항암 분야에서 신약 후보 물질들을 대거 발굴할 예정으로 알려졌다.

노바티스는 유통 및 제조 분야에 특화된 AI 기반 솔루션을 제공하는 아마존 웹 서비스(AWS)와 제휴계약을 체결했다. 노바티스는 아마존 웹 서비스를 통해 자사의 네트워크 전반에 걸친 자료, 품질, 생산 자료를 수집하며, 사물인터넷(IoT), 분석정보 및 기계학습 서비스를 적용해 의약품 제조, 공급망 및 배송업무와 관련된 효율성을 높이는 데 주력할 예정이다.


이러한 활동의 일환으로 양사는 천리안센터(Insight Centers)를 설립해 제조활동과 유통센터 네트워크 전반을 실시간으로 관찰할 예정이다. 일본 시노오기 제약은 의사나 약사들의 문의에 AI가 응답하는 시스템을 가동했다. 가동되는 AI 시스템은 시오노기가 작성한 Q&A를 학습시킨 후, 일문일답 형식의 답변을 나타낸다. 입력된 질문을 AI가 이해하고 가장 질문의도에 가까운 답변을 자동으로 제시한다. 최근 질문이 집중되는 인플루엔자 치료제 조플루자부터 도입을 시작한 것으로 알려졌다.


약업신문 2020. 1. 31 영신약개발등 AI기업투자기금 차곡차곡 참조



英 신약개발 등 'AI 기업투자 기금' 차곡차곡
1조 달러 규모 투자기금 조성…바빌론 헬스 20억대 유니콘기업 도약도


헬스케어 분야의 인공지능(AI) 적용에 대한 세계적 관심이 지속되는 가운데, 영국에서 1조 달러 규모의 투자기금을 조성하는 등 투자 활성화가 추진되는 것으로 알려졌다. 소프트웨어정책연구소가 발간한 'SW 중심 사회 1월호'에서는 인공지능 최신 동향과 시사점이 소개됐다. 연구소에 따르면, 생명 연장 분야 AI 기술 기업에 대한 투자가 지속적으로 확대되고 있다.


영국은 1조 달러가 넘는 생명 연장 시장에서의 AI 기술에 투자가 확대중으로, 런던 소재 바빌론 헬스(Babylon Health)는 지난 8월 5억 5천만 달러 규모의 시리즈C 투자를 받았으며, 회사 가치가 20억 달러를 넘는 유니콘 기업으로 성장했다. 바빌론 헬스는 2013년 설립된 스타트업으로 AI의사 구현을 목표로 챗봇, 원격 진료, 모바일 앱을 활용한 건강관리 서비스를 제공하고 있다.


영국의 또다른 생명공학 기업 주베네선스(Juvenescence)와 미국 인실리코 메디슨(Insilico Medicine)도 지난 분기에 각각 1억 달러, 3천 7백만 달러 자금을 유치했다. 주베네선스는 AI를 활용해 노화 방지, 수명 연장과 관련된 신약 개발을 목적으로 2017년 영국에서 설립됐으며, 인실리코 메디슨은 2014년 설립된 의료 스타트업으로 신약 후보 물질 발굴 과정에서 강화학습과 생성적 적대신경망(GANs) 기술을 활용해 통상 2~3년 소요되던 과정을 46일로 단축했다.


연구소는 "AI 의료 벤처기업의 비즈니스 모델 목표는 인간의 수명 연장"이라며 "알렉스 자보론코프 인실리코 메디슨 공동투자자 겸 CEO는 '경제 구성원이 건강해야 건강한 경제를 이룰 수 있음을 강조하고 건강한 인간수명 연장에 초점을 맞춘 연구개발이 필요하다'고 말한 바 있다"고 인용했다. 미국의학협회 저널에 따르면, 2014년 이후 젊은 층 및 중년 성인 기대수명이 감소하고 있고, 미국 평균 수명은 78세지만, 건강한 수명은 10년 적은 것으로 나타났다.


또한 미국은 2016년 당뇨, 심혈관 질환 등 만성질환에 1.1조 달러를 지출했고 경제 생산성 손실 등 간접비용을 포함해 GDP의 20%(3.7조 달러)를 만성 질환에 소요한 것으로 확인되기도 했다. 이러한 상황에서 AI는 의료기술과 건강한 노화의 획기적 발전을 이끄는 엔진이 된다는 분석이다.


소프트웨어정책연구소는 "영국은 1조 달러 규모의 기금(Deep Knowledge Ventures, DKV)을 조성해 생명연장 AI 기술 기업 투자를 지속적으로 늘려갈 전망된다". DKV는 향후 3년간 약 900만 달러를 엑셀러레이팅 프로그램에 투자할 예정이다"라며 "지난해 11월에는 생명연장을 위한 AI 컨소시움인 킹스칼리지 런던 노화연구소와 산학 이니셔티브(Longevity AI Consrtium)를 설립했다"고 전했다.


이어 "노화연구소 설립자 드미트리 캐민스키는 '인간 수명에 대한 바이오마커 (Biomarker)를 측정·판단하는 AI는 인간 수명을 연장하기 위한 개인 맞춤형 서비스를 제공하는 것이 가능하다'고 말했다"라고 전하면서 "AI는 수십억 개에 달하는 바이오마커 학습을 통해 다양한 질병을 나이에 따라 모니터링 하고, 노화를 지연시키는 치료법으로 인간 수명 연장을 촉진한다"고 강조했다.


국내에서 인실리코메디슨 기사들
http://www.aitimes.kr/news/articleView.html?idxno=15297

http://www.medisobizanews.com/news/articleView.html?idxno=54902

http://www.yakup.com/news/index.html?mode=view&nid=239795

http://www.yakup.com/news/index.html?nid=240077&mode=view



EurekAlert의 아래 기사 참조

Insilico Medicine publishes molecular structures for the key protein target of 2019-nCoV

Insilico Medicine uses the latest advances in next-generation artificial intelligence to generate novel molecular structures

INSILICO MEDICINE

IMAGE

IMAGE: INSILICO MEDICINE TO SUPPORT THE DRUG DISCOVERY EFFORTS AGAINST CORONAVIRUS 2019-NCOV view more 

CREDIT: INSILICO MEDICINE

February 6, 2020 - Insilico Medicine announces that it will publish structures of small molecules targeting the key protein 2019-nCoV 3C-like protease. It will synthesize and test up to 100 molecules using its own resources and the resources generously offered by its closest partners, to contribute to the global effort. The rest of the structures are published on the company website with the annotation submitted to the bioRxiv preprint server. By making these structures available to the general public, Insilico hopes those who are interested in finding a potential treatment for this viral infection could synthesize and test these molecules.

The generated molecules are published at https://insilico.com/ncov-sprint/ and will be continuously updated.

One of the bottlenecks in AI-powered drug discovery is the ability to synthesize and test the molecules quickly. Advanced generative chemistry approaches allow for many diverse molecular structures to be designed with a variety of properties as generation conditions. However, synthesis and validation may take some time and could require substantial resources. Therefore, Insilico Medicine selected up to 100 molecules to be synthesized and tested, with the rest of the generated structures deposited on the website.

For synthesis and screening Insilico joined forces with many functions of the largest international open research platform, and the company will make its staff and resources available to support drug discovery process to contribute to the global fight against this new health threat.

"During this difficult time, every promising approach must be used to expedite the drug discovery efforts against 2019-nCoV, including utilizing the generative chemistry part of our end-to-end drug discovery pipeline. We encourage medicinal chemists to evaluate the generated molecules, provide their feedback and consider them for synthesis. Our team will also synthesize and test several of the generated compounds." said Alex Zhavoronkov, PhD, CEO of Insilico Medicine.

About Insilico Medicine

Insilico Medicine is an artificial intelligence company with offices in six countries and regions striving to accelerate three areas of drug discovery and development: disease target identification, generation of novel molecules (generative chemistry) and synthetic biological data (generative biology), and prediction of clinical trial outcomes. The Company was the first to apply the generative adversarial networks (GANs) and reinforcement learning (RL) to generate new molecular structures with the specified parameters in 2015. In addition to collaborating with large pharmaceutical companies, Insilico Medicine is also pursuing internal drug discovery programs in different disease areas.

Website: http://insilico.com/.


입력 : 2020.02.08 08:57
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