AI, 신약 재창출 시대 열다: '딥타겟'으로 암 치료 가능성 확대¶
원제목: DeepTarget: A new tool for drug repurposing in oncology - News-Medical.net
핵심 요약
- AI 도구 '딥타겟'이 기존 약물의 새로운 암 치료 용도를 예측하는 능력이 뛰어남을 확인함.
- 약물의 단일 표적을 넘어선 다중 표적 및 맥락 의존적 효과를 분석하여 신약 재창출 가능성을 높였음.
- 이 기술은 신약 개발 시간과 비용을 절감하고, 더 많은 환자에게 새로운 치료 기회를 제공할 수 있을 것으로 기대됨.
상세 내용¶
기존 신약의 부작용이 오히려 다른 질병의 치료법이 될 수 있다는 관점에서, 새로운 연구 결과가 나왔습니다. 우리 몸의 많은 약물은 자연에서 유래한 것이 아니라서 특정 작업을 수행하도록 진화하지 않았습니다. 따라서 이러한 약물들은 종종 하나의 표적만을 갖는 것으로 간주되며, 다른 효과는 '비표적 효과'로 치부되곤 합니다. 그러나 조금 더 포괄적인 시각으로 접근하면, 약물들은 질병과 세포 유형에 따라 다양한 표적과 효과를 가질 수 있으며, 이러한 지식을 활용하여 더 많은 약물을 재창출하여 더 많은 환자를 치료할 수 있다는 것이 연구진의 설명입니다.
이러한 소분자 약물의 유연성을 탐구하기 위해, 연구진은 '딥타겟(DeepTarget)'이라는 계산 도구를 개발했습니다. 딥타겟은 약물의 화학 구조에 의존하는 대신, 대규모 유전체 및 약물 스크리닝 실험 데이터를 활용합니다. 연구진은 암 취약성 지도를 만들기 위한 DepMap 컨소시엄의 데이터셋을 포함하여, 1450개 약물과 371개 암세포 라인에 대한 포괄적인 데이터를 사용했습니다. 이 데이터는 주로 암세포에서 약물 표적을 예측하는 데 사용되었습니다.
그 결과, 딥타겟은 기존 최첨단 도구들과 비교했을 때 8가지 테스트 중 7가지에서 더 우수한 성능을 보였습니다. 또한, 딥타겟은 약물이 일반적인 비변이형 표적 단백질 또는 변이형 표적 단백질에 선택적으로 작용하는지 예측하고, 약물의 이차 표적을 결정하는 능력도 입증했습니다. 이러한 이차 표적 예측 능력은 많은 FDA 승인 약물 및 임상 개발 중인 신약들이 여러 표적을 가지고 있다는 점을 고려할 때 매우 중요합니다.
연구진은 딥타겟의 예측을 검증하기 위해 실제 두 가지 사례 연구를 수행했습니다. 그중 하나는 혈액암 치료제로 승인된 이부르티닙(Ibrutinib)에 대한 연구였습니다. 기존 연구에서는 이부르티닙의 주요 표적인 BTK 단백질이 폐암 종양에는 없는데도 불구하고 폐암을 치료할 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 연구진은 딥타겟을 통해 이부르티닙이 이차 표적인 EGFR(상피세포 성장인자 수용체)에 작용하여 폐암 세포를 사멸시킨다는 예측을 확인했습니다.
이 연구는 딥타겟이 단순히 화학적 결합을 넘어 실제 약물 작용 메커니즘을 더 잘 반영하며, 세포의 맥락과 경로 수준의 효과를 중요하게 고려함으로써 실제 임상 환경에서 뛰어난 성능을 발휘할 수 있음을 시사합니다. 이는 구조 기반 방법론과 함께 신약 개발 및 재창출 노력을 가속화할 잠재력을 가지고 있음을 보여줍니다. 앞으로 딥타겟과 같은 AI 도구는 신약 개발 패러다임을 변화시킬 것으로 기대됩니다.
편집자 노트¶
이번 연구에서 소개된 '딥타겟'은 신약 개발 분야, 특히 암 치료제 재창출에 있어 매우 흥미로운 진전을 보여줍니다. 우리가 흔히 알고 있는 약물은 특정 질병의 특정 단백질만을 표적으로 한다고 생각하기 쉽습니다. 하지만 이 논문은 하나의 약물이 상황에 따라 전혀 다른 표적에 작용하거나, 여러 표적을 동시에 공략할 수 있다는 사실을 AI 기술을 통해 과학적으로 증명하고 있습니다. 이는 마치 만능 열쇠처럼, 하나의 약물이 다양한 종류의 암을 치료하는 데 사용될 수 있는 가능성을 열어주는 것입니다.
딥타겟은 단순한 데이터 분석을 넘어, 약물이 실제 우리 몸 안에서 어떻게 작용하는지에 대한 복잡한 맥락을 이해하려 노력한다는 점에서 주목할 만합니다. 약물의 화학 구조만을 보는 것이 아니라, 유전체 데이터, 약물 스크리닝 결과 등 방대한 정보를 종합적으로 분석하여 약물의 새로운 가능성을 예측하는 것이죠. 특히, 이부르티닙 사례처럼 기존에는 알려지지 않았던 이차 표적을 발견하고 이를 검증한 것은 딥타겟의 실질적인 가치를 보여주는 결정적인 증거라고 할 수 있습니다. 이는 이미 많은 비용과 시간을 들여 개발된 약물들을 새로운 질병 치료에 활용할 수 있게 하여, 신약 개발의 시간과 비용을 획기적으로 절감할 수 있다는 의미를 갖습니다.