조광현 KAIST 교수팀 개발
유전체·임상 데이터로 암분석
R&D 비용·시간 획기적 감축
유전체·임상 데이터로 암분석
R&D 비용·시간 획기적 감축
■2017 사업화 유망 히든테크
(2) 표적 항암 치료제 동정 플랫폼
# '연구를 연구하는 산업'으로 불리는 연구산업은 연구개발(R&D) 활동에 투입·산출되는 자원 및 결과물과 연계해 생산성을 높이거나 연구장비, 연구관리 등의 제품과 서비스를 생산·공급하는 R&D 연동 산업을 말한다. 수많은 고급일자리를 창출할 신산업으로 주목받는 연구산업과 함께 잠재력을 키워나갈 유망기술을 과학기술정보통신부와 함께 선정해 소개한다.
최근 선진국을 중심으로 암과 같은 난치성 질환 R&D에 정보기술(IT)을 융합해 치료에 유용한 의료정보를 분석하고 제공하는 '메디컬 소프트웨어' 개발이 시도되고 있다. 기존 항암제 연구 과정은 R&D의 주재료가 되는 세포나 동물의 생체주기로 인해 연구 진행에 제약이 있고, 인체 생명현상의 복잡성 등으로 인해 실험에 막대한 비용과 노동량이 요구됐다. 반면 BT와 IT를 융합한 접근 방법은 R&D에 필요한 비용과 시간을 획기적으로 줄일 수 있어 생명과학 연구의 한계를 극복할 수 있는 새로운 방안으로 기대를 모으고 있다.
조광현 한국과학기술원(KAIST) 교수팀은 유전체와 임상 데이터로부터 암분자 네트워크의 동역학적 특성을 분석할 수 있는 메디컬 소프트웨어를 활용해 개별 환자에 대한 약물효능을 예측하고 임상현장에서 맞춤 치료 전략을 제공하는 BT-IT 심층 융합 연구를 진행하고 있다.
연구팀이 개발 중인 '환자 맞춤형 치료를 위한 최적의 표적 항암 치료제 동정 플랫폼'은 암환자의 생체분자 동역학 네트워크 모델부터 생체분자 네트워크 분석과 제어 기술, 최적 맞춤치료 시뮬레이션 분석기술에 이르는 요소 기술들을 통합한 플랫폼으로, 현재까지 제시되지 않은 핵심 원천 기술이다.
이 플랫폼 소프트웨어는 세포주 또는 암환자에 관한 정보와 항암제에 대한 정보를 전달받고 이를 사전에 정의한 질병 관련 네트워크·약물 정보·전처리 규칙 등의 데이터베이스(DB) 등과 통합해 입력·가공한다. 결과물은 바이오 시뮬레이션과 머신러닝 예측분석 모듈을 통해 의료진 등이 이해할 수 있는 시각화된 정보를 담은 리포트 형식으로 사용자에게 전달된다.
플랫폼에 적용된 '인실리코 수학모델'은 암 관련 대규모 생체데이터를 활용해 신호전달경로와 유전자 조절 네트워크를 포괄하는 생체분자 동역학 네트워크를 구축하고, 대장암·폐암·유방암 등에 대한 암 특이적 핵심 네트워크를 정립한다. 또 다른 핵심 기술인 '동역학 제어 원천기술'은 약물의 효과를 분석·예측·최적화하는 기술로, 가상화학요법 플랫폼을 통해 항암제 내성 극복과 약물 조합 시너지 효과 분석 시뮬레이션을 수행한다.
조 교수는 "최근 암환자의 치료 제안을 위한 웹 기반 플랫폼 시제품을 개발했다"며 "현재 플랫폼 사용자 입력에 대한 시뮬레이션과 머신러닝 분석모듈 등의 작동을 검증하고 있다"고 밝혔다.
남도영기자 namdo0@dt.co.kr
[ 저작권자 ⓒ디지털타임스, 무단 전재 및 재배포 금지 ]
