바이오스펙테이터

바이오스펙테이터 김성민 기자

인공지능(AI) 신약개발 전문기업 히츠(HITS)가 디지털 약물설계 플랫폼 ‘하이퍼랩(Hyper Lab)’을 출시했다고 10일 밝혔다. 히츠는 지난 2020년 KAIST 화학과 김우연 교수와 임재창 박사가 공동창업한 교원창업 기업으로, 물리화학과 딥러닝을 융합한 생성형(generative) AI 기반 약물설계 기술을 개발해 왔다.

지난 2010년대 후반부터 생성형 AI 기술을 약물발굴에 적용해 신규 화합물을 도출하는 노력이 이어져왔고, 앞서가는 회사로 인실리코 메디슨(Insilico Medicine)이 이를 적용해 발굴한 약물(타깃 비공개)로 특발성폐섬유증(IPF) 임상2상을 진행하고 있다.

히츠는 지난 3년동안 내부적으로 생성형 AI 약물설계 플랫폼인 하이퍼랩을 검증해왔다. 하이퍼랩에 적용된 AI 기술과 관련해 지난 5년 동안 11편의 논문과 2건의 특허확보를 통해 기술 검증을 했다고 회사측은 설명했다.

히츠는 해당 기술을 기반으로 기반으로 보령제약, 일동제약, HK이노엔 등 국내 다수 제약사들과 협업을 진행해 왔으며, 25건 이상의 AI 신약개발 연구를 수행한 바 있다. 히츠에 따르면 유효물질 발굴 및 약물 최적화 연구에 소요되는 시간과 비용을 기존 방식 대비 50% 이상 절감시켰으며, 효율성은 3배 이상 개선시켰다.

히츠는 최근 글로벌 AI 신약개발 분야가 자체 프로젝트 및 공동개발 연구에서 확장돼 클라우드 기반의 서비스형 소프트웨어(Software-as-a-Service, SaaS) 위주로 성장하는 것에 착안해, 하이퍼랩도 클라우드 기반 웹서비스 형태로 출시했다. 대표적으로 엔비디아(NVIDIA)도 SaaS 서비스 솔루션을 내놓으면서, 바이오기업과 디지털 빅테크 기업 간의 협업 사례가 나오고 있다.

김우연 히츠 대표는 “기존의 특정 기능 중심 소프트웨어와 달리 히츠의 하이퍼랩은 실험으로 검증된 AI 기술을 바탕으로 신약개발 프로세스 전반의 디지털화와 효율성 제고에 초점을 맞추어 개발됐다”며 ”신약개발 분야에서 AI 기술은 아직 태동기이며, 하이퍼랩은 첨단 AI 기술을 지속적으로 도입해 현장 연구원의 의사결정을 보조하는 도구로 성장해 가겠다”고 설명했다.

하이퍼랩은 ▲약물 유효물질 가상탐색 ▲신규 구조 디자인 ▲약물-단백질 결합력 예측 ▲약물 물성 예측 등 약물설계의 전박적인 과정에 따라 AI 기술을 적용한 통합형 플랫폼이다.

히츠가 자체 개발한 생성형 AI 기술을 접목해 신규성 있는 분자구조 설계에 특화된 플랫폼이며, 딥러닝에 물리법칙을 융합해 기존 CADD 및 AI 솔루션의 한계였던 낮은 일반화 성능과 예측 정확도를 개선했다. 안전하고 효율적인 프로젝트 진행을 위한 팀 내 협업 기능과 데이터 암호화와 네트워크 분리 등 보안 환경도 갖췄다.

핵심 플랫폼인 하이퍼 디자인(Hyper Design)은 히츠가 개발해 온 분자단편 기반 분자생성 딥러닝특허 기술이 적용된 솔루션이다. 생성형 AI로부터 합성가능성과 응용성, 확장 가능성 등을 종합적으로 고려한 신규성 있는 분자구조 설계를 추천받을 수 있다. 또한 기존 후보물질 최적화에도 적용가능하다.

하이퍼 바인딩(Hyper Binding)은 약물-단백질 상호작용과 3차원 결합구조를 예측해 제공한다. 인산화요소(kinase), GPCR, 수용체(receptor) 등 타깃과 공유결합 저해제(covalent inhibitor), PROTAC과 같은 단백질분해약물(TPD) 등에도 적용할 수 있다. 구조예측 기술을 통해 3D실험 구조가 없는 타깃에도 유효물질 발굴이 가능하다고 회사측은 부연했다.

하이퍼스크리닝(Hyper Screening)은 대규모 가상탐색이 가능한 대규모 화합물 라이브러리와 최신 AI를 활용해 특허 가능성이 높은 유효물질을 신속하게 발굴할 수 있도록 개발했다. 100만개 분자 기준으로 약 24시간 이내에 유효물질 도출이 가능하고, 도출 결과와 함께 분자 구매 링크도 제공된다.

하이퍼ADME/T(Hyper ADME/T)는 약물 물성을 확인하는 모델이며, CYP 5종에 대한 저해, 용해도, 간 대사 안정성, 심장독성(hERG inhibition), PAMPA 투과도 등의 물성 예측값과 물리법칙에 기반한 작용기 단위의 기여도분석 정보를 확인할 수 있다. 이를 통해 약물 후보 예측부터 후보물질 최적화까지 개발 효율성을 극대화해 작업할 수 있는 ‘end-to-end’ 플랫폼을 지향한다는 설명이다.

현재 하이퍼랩은 베타 출시 상태이며 공식 홈페이지에서 신청을 하면 3주간 무료로 사용할 수 있다. 무료 체험 기간 동안에는 무제한 팀원 초대, 무제한 프로젝트 생성이 가능하며, 협업 솔루션인 ‘랩스페이스’의 경우 최대 2개까지 동시 생성이 가능하다.