인공지능으로 코로나19 치료제를 만드는 '새로운 방법'을 개척하는 시도

세계의 연구기관이 적극적으로 신종코로나 바이러스(COVID-19) 치료제의 연구를 진행하고 있고, 치료제의 유효성이 확인된 후에, 다음의 과제는 '어떻게 전 세계 사람들에게 돌아갈 정도의 치료제를 확보할 것인가?'라는 것입니다. 그런 공급망의 문제에, 인공지능(AI)의 힘을 활용하여, 12종류의 치료 후보 물질의 새로운 합성방법을 발견했다는 발표가 나왔습니다.

Reinforcing the Supply Chain of COVID-19 Therapeutics with Expert-Coded Retrosynthetic Software
https://chemrxiv.org/s/cad7c3f49aa4cbbc5011

ChemRxiv

In short supply : Using AI to navigate out of a COVID treatment supply issue | University of Michigan News
https : // news.umich.edu/in-short-supply-using-ai-to-navigate-out-of-a-covid-treatment-supply-issue/

AI invents new 'recipes'for potential COVID-19 drugs | Science | AAAS
https://www.sciencemag.org/news/2020/08/ai-invents-new-recipes-potential-covid-19-drugs

AI invents new ‘recipes’ for potential COVID-19 drugs

COVID-19가 기승을 부리는 가운데 다양한 국가에서는 화장지 사재기 소동이 발생하고, 전세계 공급망은 혼란의 소용돌이에 빠졌었습니다.

미시간 대학에서 의학을 연구하고 있는 팀 사낫쿠 조교수 연구팀은 "COVID-19의 치료제가 본격적으로 사용하게 되면, 화장지와 손소독제처럼, 치료제도 분배에 혼란이 일어날 것이다"라고 지적하고 있습니다.

예를 들어, COVID-19의 치료제로 승인된 유일한 약물인 렘데시비르는 COVID-19 대유행 초기에는 미국에서 단지 5,000개 밖에 확보하지 못했다는 것. 미국에서만도 2020년 8월 10일 시점에 COVID-19 감염자 수가 500만 명을 돌파하고 있는 것을 고려하면 렘데시비르를 이용한 치료가 본격화되면 부족을 일으킬 것은 분명하다고 할 수 있습니다.

이 문제에 대해 의약품 등을 다루는 MilliporeSigma에서 상담을 받은 미시간대학의 연구팀은 화합물의 합성방법을 찾을 전문 AI인 Synthia을 활용하여 COVID-19의 치료제로서 기대되고 있는 약의 새로운 합성방법을 찾는 연구를 실시했습니다.

연구에서 연구팀은 COVID-19의 효과에 대한 검증이 진행되고 있는 12종류의 약을 특정. 그 약의 합성방법과 재료가 되는 물질 등의 데이터를 바탕으로 약을 합성하기 위한 새로운 방법을 찾도록 AI에 지시했습니다.

아래의 이미지는 AI가 새로운 합성방법의 탐색을 한 약물의 구조식입니다.

AI를 사용하여 정부가 공개하고 있는 임상시험 데이터베이스에서 약의 합성방법을 찾은 결과, 연구팀은 렘데시비르를 제외한 11종류의 약으로 새로운 합성방법을 발견하는 데 성공했습니다. 이렇게 발견된 약의 합성방법은 기존의 것보다 생산단계가 짧고 킬로그램 단위로 대량생산하는 것이 가능하고, 비용도 기존과 동일하거나 혹은 더욱 저렴하다고 합니다.

이 성과에 대해 사낫쿠 씨는 "대부분의 경우, 지금까지 사용되고 있던 루트보다 짧고, 재료도 저렴한 경로를 찾을 수 있었습니다. 예를 들어, 브로므헤키신은 단 1단계만으로 만드는 것이 가능하게 될 것으로 전망되고 있습니다"라고 말합니다.