약효 분석 2시간이면 OK···250억 빨아들인 AI 혁신신약 플랫폼

우상욱 팜캐드 대표 인터뷰 /사진=김휘선 기자 hwijpg@

"기존 2차원 평면 분석보다 한 걸음 더 나간 '넥스트레벨' 신약개발 플랫폼을 구축하고 있습니다. 3차원 입체 분석으로 글로벌 시장에서도 어떤 곳보다 빠르고 정확하게 최적의 신약물질을 찾아낼 수 있습니다."

우상욱 팜캐드 대표는 최근 머니투데이와 만나 "인공지능(AI)과 빅데이터를 활용한 시뮬레이션 플랫폼을 통해 인간이 쉽게 상상하기 어려운 혁신 화합물을 만들어내는 게 목표"라며 이 같이 말했다.


2019년 설립된 팜캐드는 인공지능(AI) 신약개발 스타트업이다. 핵심기술은 신약에 쓰이는 화합물의 물리·화학적 성질을 예측해 시뮬레이션할 수 있는 플랫폼 '파뮬레이터'를 개발했다. 이 플랫폼의 역할은 크게 다섯 가지로 구분된다. 단백질 3차원 구조 예측, 분자동역학 시뮬레이션(MDS), 양자 계산, 독성 예측, 약물 생산(드러그 제너레이션)이다.

기본적인 단백질의 염기서열(시퀀스) 정보를 기반으로 AI가 표적 단백질의 3차원 구조를 예측한다. 3차원 구조가 완성되면 어떤 후보물질과 잘 결합하고 작용하는지를 시뮬레이션으로 찾아낸다. 분자동역학 시뮬레이션이다. 두 시간 안에 1만여개 화합물의 결합을 확인할 수 있다. 우 대표는 "가상 시뮬레이션 과정을 통해 약을 복용했을 때 실제로 몸 속에서 어떤 단계를 거쳐 약효가 발생하는지를 면밀하게 구분해서 볼 수 있다"고 했다.

분석 정확도를 높이기 위해 여기에 양자 계산을 접목했다. 가상의 약물 조합의 작용 과정을 분자동역학과 양자계산을 통해 물리·화학적 특성을 고려해 분석 정확도를 높였다. 이 과정을 통해 직접 약물을 만들어 실험하지 않고도 AI가 가장 효율적인 구조를 도출해낸다. 회사 설립 이후 화합물 7만개 이상의 양자 계산 누적 데이터를 쌓았다. 최종적으로 독성을 최소화한 신약후보물질 발굴·생산까지 가능하다는 설명이다.


우 대표는 "양자계산을 활용하면 실제 실험으로는 알 수 없는 화합물의 미세한 물리·화학적 특성을 확인하고, 약물의 작용을 정교하게 예측할 수 있다"며 "현재까지 확보한 누적 데이터는 국내뿐 아니라 글로벌 기준으로도 최고 수준"이라고 강조했다. 팜캐드의 기술을 책임지고 있는 우 대표는 부경대 물리학과 교수로 분자동역학과 양자역학 분야의 전문가다. 연세대, 노스캐롤라이나대 등에서 계산생물물리학과 응집물리학을 연구했다.
국내외 제약사·기관 등과 협업…"내년 상장 추진 계획"팜캐드는 현재 국내외 여러 제약사·기관 등과 협업을 진행 중이다. 아이진과는 코로나19(COVID-19) 메신저 리보핵산(mRNA) 백신을 공동 개발하고 있다. 개발 과정 중 팜캐드는 백신 안정성과 변이 바이러스를 고려한 mRNA 시퀀스 설계를 담당했다. 휴온스와는 프로탁(PROTAC)을 활용한 면역항암제를 개발하고 있다. 이외에도 국내 기업들과 신약물질, 약물전달시스템(DDS)을 개발 중이다. 이달 들어서는 인도공과대학 하이데라바드(IITH)와 신약발굴 및 플랫폼 개발에 대한 업무협약도 맺었다. 대학으로부터 AI와 분자동역학, 양자 계산 등을 수행할 핵심 연구인력을 지원받고, 글로벌 연구개발(R&D) 프로젝트를 추진한다.

국내 증시 상장도 계획하고 있다. 이르면 연내 사전기업공개(pre-IPO)를 진행, 내년 상반기 중 상장을 추진할 계획이다. 앞서 국내 기관투자자로부터 누적 250억원을 투자받았다. KTB네트워크, DSC인베스트먼트, KB증권 등 재무적 투자자 외에도 휴온스와 삼양홀딩스, 에스디바이오센서 등이 전략적투자자(SI)로 참여했다. 우 대표는 "혁신신약 개발 플랫폼으로 국내외 협업 프로젝트를 진행할 뿐 아니라 혈액항응고제와 항암제 등 자체 파이프라인도 꾸준히 확보해갈 계획"이라고 말했다.

우상욱 팜캐드 대표 인터뷰 /사진=김휘선 기자 hwijpg@