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AI신약기업 '신테카'···유전체·슈퍼컴으로 '후보약물 2주'

유전체빅데이터·10억개 화합물·약물효과 동시 컨트롤 독보적
AI 신약기업 최초 상장, 한국 이끌 100대 기술과 주역에 선정
정종선 대표 "출연연 기업 협력, 질병서 자유로운 세상 꿈꿔"

유전체 빅데이터, 10억개 약물 후보, 슈퍼컴퓨터 등 인공지능 신약개발 플랫폼으로 신약개발 시간과 비용을 낮추고 정밀의료, 맞춤의료 기술이 가능한 신테카바이오. 정종선 대표는 생화학전공이지만 관심이 많았던 컴퓨터 프로그램을 공부하며 지금까지 없었던 AI신약개발 플랫폼을 갖췄다.<사진= 길애경 기자>유전체 빅데이터, 10억개 약물 후보, 슈퍼컴퓨터 등 인공지능 신약개발 플랫폼으로 신약개발 시간과 비용을 낮추고 정밀의료, 맞춤의료 기술이 가능한 신테카바이오. 정종선 대표는 생화학전공이지만 관심이 많았던 컴퓨터 프로그램을 공부하며 지금까지 없었던 AI신약개발 플랫폼을 갖췄다.<사진= 길애경 기자>

10억개의 화합물 라이브러리, 1만개의 표적단백질 그리고 유전체 빅데이터와 슈퍼컴퓨터급인 1000대의 고성능 컴퓨터. 지금까지 없었던 인공지능(AI) 딥러닝 신약개발 플랫폼이다. 맞춤형 신약 후보약물을 찾는데 걸리는 시간은 단 2주. 코로나19 후보약물은 동물실험까지 다 해도 2달 반이다. 보통의 랩에서 전임상 레벨까지 약물 개발에 2년정도 걸리는 것과 비교하면 누구도 넘볼 수 없는 독보적 기술이다.

AI신약 개발 플랫폼 기술로 국내에서 처음으로 지난해 12월 코스닥 시장까지 진입한 신테카바이오(대표 정종선). AI신약 벤처계의 국가대표로 인정받는다. 한국공학한림원으로부터 '2020년 대한민국을 이끌 미래 100대 기술과 주역'에 선정됐다. 지난해에는 세계적 투자사 JP모건이 매년 여는 '2019 헬스케어 투자 심포지엄'에 초청받으며 글로벌 무대에서도 경쟁력을 갖췄다.

신테카바이오의 경쟁자는 애초부터 글로벌 무대다. 국내에서는 신테카바이오와 같은 아이템, 기술을 가진 기업이 없기 때문이다. 해외에서도 미국의 1~2개 리드 기업, 주목되는 200여개 기업이 있지만 실력을 구분짓기 어렵다. 신테카바이오를 두고 독보적 존재, 추격을 허용하지 않는 AI신약개발 플랫폼 최선두주자라고 말할 수 있는 이유다.

◆ BT와 IT, DT 융합, 신약개발 비용·시간 획기적으로 줄여

신테카바이오의 강점은 바이오 기술(BT)과 정보통신 기술(IT), 빅데이터 기술(DT)의 융합이다. 특히 유전체 빅데이터 플랫폼, AI 기술, 인실리코(in silico) 기반 약물 3D 시뮬레이션 등 AI신약 개발의 핵심 서비스가 가능하다.

이 회사의 신약 발굴 과정을 보자. 우선 AI가 유전체데이터에서 타겟 단백질을 찾고 10억개의 화합물 라이브러리에서 가장 적합한 약물을 발굴하게 된다. 이를 1, 2, 3차 최적화 해 30개씩(실험하기 좋은 단위) 후보 약물로 정부출연연구기관이나 기관에 제공한다.

세포 실험이 가능한 출연연, 기업은 실제 실험을 통해 효율이 높은 후보약물을 찾을 수 있다. 의미있는 결과물이 나오면 동물실험까지 진행되고 신약개발의 본궤도에 오르게 된다. 암 환자의 경우 유전체 빅데이터를 통해 약효 예측 바이오 마커를 발굴하고 개인맞춤형 면역항암제 개발도 가능하다.

정 대표는 "2001년 휴먼 지놈프로젝트가 종결되며 인간의 DNA 30억개를 다 읽어 낼 수 있게 됐다. 이를 유전체라고 한다"면서 "그 안에 단백질을 잘 만드는 유전자가 있는데 우리가 단백질로 번역하면 표적이 된다. 이를 합성신약 10억개와 붙이며 공개된 약동학(동물실험 등 약물 효과) 결과와 비교한다. 이 과정을 다 컨트롤하는 회사는 없다. 국내에서는 우리가 유일하다"고 설명했다.

그는 "우리는 인실리코, 유전체, 약동학 세 영역을 컨트롤 할 수 있는 슈퍼컴퓨터와 저장공간을 구축했다"면서 "앞으로 바이오 벤처와의 시너지도 클 것이다. 우리가 히트 발굴 환경을 더 최적화하면 실험 검증 회사가 더 많이 필요하다"고 말했다.

신테카바이오는 이미 국내 대형 제약사, 전문벤처와 공동으로 10여건의 AI신약 후보를 도출한 바 있다. 대형 병원들과 협력해 유전체 데이터 자동 분석 등 정밀의료 서비스도 제공하고 있다. AI 플랫폼 신약개발 기술을 활용하려는 제약사가 지속적으로 늘고 있는 추세로 신테카바이오의 활동 폭이 더욱 늘어날 전망이다.

정 대표는 "최근 코로나19 관련 후보군 30개를 출연연에 제공해 세포 실험을 한 결과 의미있는 후보약물 3개가 나왔다"면서 "그중에는 상업성도 있고 특허가 만료된 약물 1건에 대해 용도 특허를 출원했다. 그리고 7월 중 동물실험 결과가 나올것으로 기대하고 있다. 특히  이 재창출 약물은 기저질환이 있는 사람도 복용할 수 있고, 필요하면 정부의 긴급승인 등도 신청할 수 있다"고 강조했다.

신테카바이오는 대전과 청주에 컴퓨터 1000대와 맞먹는 슈퍼컴퓨터와 데이터 저장이 가능한 스토리지 환경을 갖췄다.<사진= 길애경 기자, 신테카바이오> 신테카바이오는 대전과 청주에 컴퓨터 1000대와 맞먹는 슈퍼컴퓨터와 데이터 저장이 가능한 스토리지 환경을 갖췄다.<사진= 길애경 기자, 신테카바이오>

◆ 좋아하고 관심있는 분야 놓지 않으면서 남다른 영역 확보

신테카바이오는 빅데이터를 운영하고 저장할 수 있는 슈퍼컴퓨터와 스토리지 환경이 구축돼 있다. 이를 통해 신약개발 비용과 시간을 획기적으로 줄였다. 이같은 기술적 특성을 갖는데는 정 대표가 걸어온 길과 궤적을 같이한다.

정 대표의 전공은 생화학이다. 슈퍼컴이나 빅데이터와 무관했지만 컴퓨터에 관심이 많았다. 정 대표는 미국으로 학위 과정을 떠나기전 1년여간 평소 관심 있었던 컴퓨터 프로그램을 마스터했다. 미국에서는 NIH(국립보건원) 암연구소에서 7년을 근무하며 신약 관련 인실리코를 전공했다. 또 3차원 구조데이터를 가지고 단백질 툴패키지 개발에 참여하며 SW엔진을 자체 제작하기도 했다.

한국에서는 KIST(한국과학기술연구원)를 거쳐 질병관리본부의 유전체센터에서 근무했다. 정 대표는 "유전체 빅데이터 업무를 수행하고 관련 벤처에서 근무하다가 2009년 창업에 나섰다"면서 "운이 좋았는지 차세대맞춤유전체사업단이 만들어지며 우리도 유전체 빅데이터 플랫폼 구축에 참여하게 됐다"고 덧붙였다.

전공과 좋아하는 분야의 관심을 놓지않으며 정 대표만의 영역이 만들어졌다. 기술이 향상되면서 누구도 따라 올 수 없는 기술력을 갖춘 독보적인 AI 신약개발 기업 탄생으로 이어지게 된 셈이다.

◆ 출연연 기술 이전 받으며 대덕행, '우리 자리' 협력 활발

"대덕으로는 2015년에 왔어요. 유전체빅데이터를 다루면서 슈퍼컴 환경이 필요해 ETRI의 기술을 이전받고 연구소기업으로 오게 됐어요. 엔젤투자를 받으며 슈퍼컴 환경을 구축하고 기술력을 높이면서 코스닥 시장에도 진입했으니 대덕이 우리의 자리였던 것이지요."

정 대표는 대덕을 '우리(신테카바이오)의 자리'라고 표현했다. 그러면서 대덕은 장점이 많은 곳이라고 했다. 정 대표는 "창업이후 크게 매출이 오르지 않아 과제로 연명하던 보릿고개 시절도 있었다"면서 "대덕으로 이전하고 청주와 대전에 컴퓨터 1000대 규모 슈퍼컴 환경을 구축해 대용량 데이터를 고속으로 계산할 수 있게 됐다. 인력도 10명에서 35명, 53명으로 늘었다"고 설명했다.

그는 이어 "슈퍼컴으로 빠르게 계산하고 저장할 수 있는 스토리지까지 구축되면서 10억개 화합물과 1만개 표적물질로 무빙 스냅샷을 만들어 바인딩을 정밀하게 하고 AI 알고리즘으로 최적화 할 수 있게 됐다"면서 "식약처와 가상 임상시험(ISCT) 환경 구축 과제도 하고 있다"고 밝혔다.

신테카바이오는 최근 대덕의 출연연, 기업과 협력이 활발하다. 코로나19이후 더욱 활성화 됐다. 신테카바이오에서 AI 기반 신약후보물질을 발굴하면 이를 실험할 수 있는 랩이 필요한데 대덕은 기술력을  갖춘 기업과 출연연이 밀집돼 있기 때문이다.

정 대표는 "처음에는 대덕의 장점을 잘 활용하지 못했는데 코로나19로 출연연, 기업과 협력이 빠르게 이뤄지고 있다"면서 "특구에는 우리가 찾은 후보 약물을 실험으로 검증해줄 기업이 100~200여곳으로 많다. 우리는 계속 AI 기반으로 신약을 발굴하고 그들은 실험하는 긴밀한 협력관계"라고 소개했다.

그는 "현재 기관과 기업 10곳과 진행하는데 앞으로 20, 30곳으로 높아질 것이다. 그럼 히트 상태에서 라이선스 이전도 가능하다"며 기대감을 표했다.

신테카바이오의 최종 목표는 컴퓨터 환경에서 발굴 물질의 최적화를 마무리하는 것이다. 코스닥 시장에 진입하면서 기술력을 인정받고 투자도 600~700억원 규모로 받았다. AI 플랫폼 신약개발사의 투자 유치 규모는 큰 폭으로 증가하는 추세로 미래도 밝다.

정 대표는 자신있는 어조로 "자금은 충분하다. 슈퍼컴 업그레이드와 인력 확보에 사용할 예정이다. 식약처와 진행하는 ISCT 과제가 마무리되면 히트 약물을 발굴하고 실험으로 검증된 히트 약물을 다시 컴퓨터로 최적화 할 수 있는 리드옵티마이제이션이 가능토록 할 것"이라고 말했다.

그는 이어 "AI신약 플랫폼에서 발굴한 후보물질의 히트율이 10%에서 현재 20%레벨까지 높아졌다. 1, 2년 내 최종 목표는 50%다. 이를 통해 글로벌 리더로 우뚝 설 것"이라면서 "앞으로 신테카바이오는 정확한 질병 진단과 환자 맞춤형 처방은 물론 정밀의료를 바탕으로 새로운 치료법을 개발하는데 중추적 역할을 할 것"이라고 포부를 밝혔다.

◆ 신테카바이오는
2009년 창업했다. 본사와 R&D 센터는 대전, 비즈니스센터는 서울, 슈퍼컴센터는 청주에 두고 있다. 현재 53명의 직원이 근무하고 있으며 60% 이상의 직원이 생물정보학 배경을 갖고 있다. 지난해 12월 코스닥 시장에 진입했다. 투자금은 ETRI 기술과 엔젠투자, 알토스 벤처스, 하나금융투자, KDB 산업은행, 요즈마그룹 등에서 유치했다. 이를 바탕으로 인력을 확보해 기술력을 높여 나갈 예정이다.

신테카바이오의 개인유전체플랫폼 기술 소개.<영상= 신테카바이오>

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