알파고 개발한 구글 딥마인드 단백질 예측AI ‘알파폴드2’ 활용
항체조각 내부에 결합시켜 항암제 지속시간 114배 증가 성공

과학의 발달로 과거 ‘불치병’이었던 암은 이제 치료 후 관리 가능한 질병이 되고 있다. 과학자들은 암 환자들의 불편함을 줄이고 재발까지 막을 수 있는 효과적인 치료제와 치료법을 개발하기 위해 끊임없이 연구하고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 항암제가 체내에 오래 머물면서 암조직을 확실히 제거할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다.

광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 연구팀은 인공지능(AI)을 이용해 이전 약물보다 체내에 100배 이상 오래 머물러 약효를 높일 수 있는 항암제 플랫폼을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 약학 분야 국제학술지 ‘파머슈틱스’(Pharmaceutics)에 실렸다.

연구팀은 ‘알파고’를 개발한 구글 딥마인드가 개발한 단백질 구조예측 AI프로그램 ‘알파폴드2’를 이용해 체내 지속성을 연장시키는 단백질을 조사했다. 알파폴드2는 단백질 구조 데이터와 아미노산 배열을 학습한 다음 이를 바탕으로 새로운 아미노산 구조를 예측하고 찾는 AI이다. 실제로 인간 단백질 98.5%를 예측하고 36만 5000개 이상 단백질 3차원 구조를 정확히 예측하는 것에 성공했다.

연구팀은 항체 조각 내부에 있는 두 사슬의 연결 부위에 체내 지속성을 연장시키는 단백질을 삽입한 항암제 플랫폼을 만들었다. 기존에는 항체 조각에 체내 지속성이 긴 혈액 단백질의 일종인 알부민과 결합시켰다. 항체 조각은 항체 일부로 항체가 외부 물질과 결합하는 부분이다. 항체보다 크기가 작아 고형암에 쉽게 침투할 수 있고 부작용이 적어 새로운 항암치료제로 주목받고 있지만 크기가 작아 체내 지속성이 짧다는 단점이 있다.

연구팀은 이전과 달리 알부민 단백질을 항체 조각 외부가 아닌 내부에서 결합시키도록 한 것이다. 이렇게 되면 항체 조각이 항체 기능을 유지하면서도 체내 지속시간이 기존 18분에서 약 114배 늘어난 34시간으로 확인됐다.

권인찬 GIST 교수는 “이번에 개발한 항체조각의 말단 영역에 치료용 펩타이드, 사이토카인, 항체 같은 유용한 물질을 결합시키면 항체-약물 접합체나 이중 항체, 다기능성 약물로 발전시켜 사용할 수 있을 것”이라고 설명했다.