빅데이터 기반 가상인체 시스템 개발..신약 개발 비용·시간↓

국내 연구진이 신약 개발에 활용할 수 있는 빅데이터 기반 가상 인체 시스템을 개발했다. 신약 개발 비용, 시간 절감에 기여할 것으로 기대된다.

이도헌 한국과학기술원(KAIST) 교수팀은 빅데이터 기반 가상인체 모델 'CODA(Context-Oriented Directed Associations)'를 개발했다고 8일 밝혔다.

연구팀은 조직·세포 간 생물학적 관계를 포함하는 시스템을 구축해, 약물 효능 예측 연구에 최초로 활용했다. 시스템은 유전자-질병, 생물학 프로세스-질병 같은 여러 수준의 생물학 관계를 포함한다. 기존 네트워크는 분자 수준 관계만을 포함했다.

빅데이터 기반 가상인체시스템 예시

최근 신약 개발에 드는 천문학적 비용과 시간을 줄이기 위해 인공지능, 빅데이터 활용 연구가 주목받는다. 신약 개발에는 1조원 이상의 비용, 10년 이상의 시간이 소요되지만 성공 확률이 10% 미만으로 낮다. 기존 네트워크 연구는 세포 수준만을 고려해 약물이 실제 인체에 미치는 영향을 분석하기에 부족했다.

연구팀은 바이오·의료 분야 논문 데이터베이스(DB), 생체회로 DB 등 2600만개 국제 수준 빅데이터를 활용했다. 인체 내 조직·세포 상호작용으로 구성된 가상 인체 시스템을 구축했다. 논문에 공개된 정보 외에도 내부 실험 데이터, 인공지능 분석을 통한 상호작용까지 포함한다.

시스템을 활용하면 약물과 질병 사이의 관계 경로를 분석할 수 있다. 약물의 작용 기전, 부작용을 예측하는 데 기여할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

이도헌 KAIST 교수

이도헌 교수는 “향후 연구·산업계와 협업해 신약 개발에 활용할 계획”이라면서 “10월 영국 케임브리지대 밀너연구소가 개최하는 국제심포지움에서 화이자·아스트라제네카 등 세계적 제약사와 협의할 것”이라고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 '사이언티픽리포트'에 게재됐다. 과학기술정보통신부 바이오·의료기술개발사업(전통천연물기반 유전자-동의보감사업) 지원으로 수행됐다.

송준영기자 songjy@etnews.com