췌장암 혁신치료제 발굴에 인공지능 투입...방사성의약품 주목

인공지능(AI) 기반 시스템 생물학 기술을 활용해 췌장암의 병리 기전을 규명하는 한편  새로운 치료 타깃 후보군 발굴이 추진된다. 췌장암치료제 새로운 기회를 모색하는 것이다. 

동남권원자력의학원은 올해 5000만원의 연구예산을 투입해 '췌장암 혁신 치료를 위한 AI 기반 방사성의약품 타겟 발굴 연구 용역'을 진행한다. 

이는 인공지능을 활용해 췌장암 방사성의약품의 설계 초기 단계에서 새롭고 적합한 표적 분자 및 신호 경로를 도출, 타깃 특이적 치료를 구현을 통해 환자 맞춤형 치료법을 개발한다는 취지이다. 

이번 연구는 첨단바이오 기술과 디지털 혁신의 융합은 새로운 의료 산업 기회를 창출하고 있고 췌장암은 치료가 가장 어려운 질환 중 하나로, 초기 비특이적 증상과 빠른 진행 속도로 인해 대부분 진단 시 이미 진행성 상태에 이르러 치료 옵션이 제한적이기에 현재의 진단 도구 및 치료법의 효과 한계로 인해 췌장암 치료의 혁신적 접근이 절실함을 해소하기 위해 진행됐다. 

특히 최근 방사성의약품은 차세대 첨단 신약으로 각광받고 있고 암 치료를 포함한 다양한 의료 분야에서 활용 가능성이 높게 평가되고 있다며 방사성의약품은 고정밀 치료가 가능하며, 병용 치료 시 기존 화학요법 및 면역요법의 한계를 극복할 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 밝히고 방사성의약품은 글로벌 헬스케어 시장에서 중요한 역할을 차지하고 있고 췌장암과 같은 난치성 질환의 새로운 치료법으로 주목받고 있다고 판단했다. 

먼저 연구는 AI 기반 시스템 생물학 도구를 활용해 치료 바이오마커를 식별하게 된다. 

공개 데이터베이스에서 단일세포 RNA 시퀀싱 데이터를 수집하고 이를 통합적으로 분석하고  이 과정에서 AI 알고리즘을 통해 유전자 발현 패턴을 정밀 분석하고 정상 조직과 종양 조직 간의 차이를 식별해 치료 타깃 발굴에 필요한 데이터를 제공하게 된다. 

또 췌장암의 진행과 관련된 주요 신호전달경로와 유전자를 발견하기 위한 인과관계 네트워크 모델링기반의 디지털트윈을 개발하게 된다. 

디지털트윈으로부터 종양 미세환경내의 특이적인 분자 상호작용을 식별하고 이로부터 질병질행 모델(Disease Progression Model)을 개발한다. 암세포의 암화과정(Tumorigenesis)에서 나타나는 생물학적 동역학을 정밀히 규명하고 암세포의 진화궤적을 시각화한 것이다. 

이같은 연구 결과를 바탕으로 치료 전략 수립에 필요한 분석 결과를 제공하게 된다. 

동적 시뮬레이션 및 질병 진행 모델을 활용해 치료제 후보의 효과를 예측하고 우선순위화된 타깃 목록을 생성, 성공 가능성이 높은 치료제 설계에 필요한 중요한 시작점을 마련하게 된다.