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 인실리코 메디슨, End-to-End 생성형 AI가 설계한 약물로 임상 2상까지 최초 성공

BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 25-50

◆︎ 최근 다수의 AI 설계 후보물질이 임상에 진입하면서 AI 신약개발의 효율성 검증이 가시화

○ BCG(Boston Consulting Group) 보고서에 따르면 2023년 한 해 AI 신약 24개가 임상 1상에 진입하였고 이 중 21개가 임상에 성공한 것으로 조사

※ AI 신약 임상 1상 성공률은 87.5%로, 전통적 방법(50%) 대비 훨씬 높은 것으로 조사

- 현재, 최소 7개 후보물질이 임상 2상에 진입한 것으로 조사되었으며, 이 가운데 인실리코 메디슨의 특발성 폐섬유화증 치료 후보물질(Rentosertib) 임상 2상에 성공

< 임상 2상에 진입한 AI 설계 약물 현황 >

출처: Nature medicine, Inside the nascent industry of AI-designed drug, 2023.6 / 정책센터 일부 수정

◆︎ 인실리코 메디슨은 자체 구축한 ‘Pharma.AI’ 플랫폼*을 통해 타겟 발굴∼임상 1상 완료까지 30개월 내에 신속히 진행하며 기간 단축 능력을 입증

* PandaOmics(타겟발굴), Chemistry 42(후보물질 설계), inClinico(임상2상성공률 예측)

 알고리즘으로 구성

○ (타겟 발굴) PandaOmics*를 통해 폐섬유증 환자 유래 다중오믹스 데이터를 분석하여 치료 타겟 단백질인 TNIK** 발굴(7일 소요)

* 다양한 자연어 처리 작업을 수행하는 딥러닝 알고리즘

** 세린/트레오닌 인산화 효소로서 세포 신호전달에 관여하며 섬유화·염증 반응을 조절하는 단백질

○ (후보물질 설계) Chemistry42*를 통해 TNIK 단백질에 결합하는 최적화된 분자 구조를 생성(12일 소요)

* 저분자 화합물 구조를 설계하는 알고리즘

○ (검증 자동화) 로보틱 자동 실험 검증 시스템을 통해 80개의 후보물질을 테스트

- 최종적으로 선도물질(Rentosertib, ISM001-055)을 선별하고, 합성 및 생산(27일 소요)

※ 인실리코 메디슨은 15만 달러(약 2억원)로 46일 만에 타겟 검증에서 후보물질(ISM001-055) 도출·합성에 성공

○ (n vitro 독성 평가) 세포주를 대상으로 진행된 독성평가에서 약동학 및 안전성 확인(18일 소요)

○ (전임상) 신장·폐 섬유증 마우스 모델에서 안전성 및 항섬유증 효과 확인(9개월 소요)

○ (임상 1상) 이중 맹검, 위약 대조 단일·다중 상승 용량 연구에 초점을 맞추어 진행

- 뉴질랜드(78명)와 중국(48명)의 임상 1상 결과에서 Rentosertib의 안전성·내약성·약동학 프로파일이 양호함이 입증(17개월 소요)

◆︎ Rentosertib(ISM001-055)는 생성형 AI가 타겟 발굴∼약물 설계·개발·임상까지 End-to-End로 주도한 최초의 임상 2상 성공 사례로 기록

○ (폐기능 개선 효과) 60mg 고용량군 FVC(forced vital capacity, 노력성 폐활량)가 평균 98.4ml 증가

- 기존 항섬유화제 미병용 환자군에서는 평균 187.8ml 증가하여 더욱 뚜렷한 효과 확인

○ (안전성 및 약동학) 이상 반응 발생률은 모든 용량군에서 위약군과 유사

- 주로 경증∼중등도, 약물 노출도는 용량 의존적으로 증가하며 12주차까지 안정적인 혈중 농도 유지

○ (기전 검증) 혈청 단백질 분석 결과 COL1A1, MMP10, FAP 등 섬유화 관련 단백질이 유의미하게 감소

- 이는 TNIK 억제가 섬유화 병태생리에 직접 관여함을 분자 수준에서 확인

○ 이번 임상 결과는 End-to-End 생성형 AI가 설계한 약물이 2상까지 성공한 최초의 사례로,

- 기존 승인 치료제의 한계를 보완할 신규 기전(IPF 완전 억제 가능성) 제시

- 하지만 연구 대상의 한계, 단기 추적 등 극복해야 할 과제 존재

※ ① 환자수(71명) 및 최종 분석군(45명)이 소규모, ② 연구 대상이 단일 인종(중국인)으로 인종적 다양성 한계, ③ 12주 단기 추적으로 장기 안전성과 지속적 효과 평가 미흡

< 렌토서티브(Rentosertib) 임상 2a상 시험 개요 >