류머티즘·통풍·신경염증까지···DGIST, AI 단백질 신약 시대 개막

엄지원 교수와 장익수 아이프로틴 테라퓨틱스 대표. [사진=DGIST]

[이뉴스투데이 김진영 기자] 대구과학기술원(DGIST)은 연구진이 AI·슈퍼컴퓨팅 기반 단백질 설계 기술로 기존 치료제보다 최대 53% 효능이 향상된 새로운 항염증 단백질을 개발했다고 9일 밝혔다. 신약 후보가 동물실험에서 효과를 입증함에 따라 류머티즘·통풍·자가면역질환은 물론, 기존 약물로 치료가 어려웠던 ‘신경염증’ 영역까지 적용 가능성이 열렸다는 평가가 나온다.

엄지원 DGIST 뇌과학과 교수팀과 장익수 아이프로틴 테라퓨틱스(iProtein Therapeutics) 대표 연구팀은 염증 매개 신호인 IL-1을 차단하는 단백질 구조를 AI·슈퍼컴퓨팅으로 분석해 결합력에 관여하는 핵심 아미노산 ‘E127’을 규명했다. 이를 기반으로 여섯 가지 신형 단백질 변이를 설계한 뒤 실험한 결과, 모든 변이가 기존 약물보다 25~53% 높아진 항염증 효과를 보였다.

‘E127Q’ 변이는 뇌 신경세포 전기생리 실험에서 염증으로 과활성화된 NMDA 수용체 신호를 정상 수준으로 회복시키는 성능을 입증했다. 기존 항염증 단백질로는 제어가 어려웠던 뇌·신경계 만성 염증 모델에서도 뛰어난 효과와 신경 기능 회복 능력을 보여 차세대 치료제로서 가능성을 확인했다.

현재 임상에서 사용되는 대표적 항염증 단백질 치료제 ‘아나킨라’는 효능이 약하고 작용 시간이 짧은 데다 고용량 투여 시 감염 위험이 증가하는 한계가 있어 대체 기술 요구가 꾸준했다. 연구진은 “AI 기반 단백질 설계가 실제 치료 효능으로 이어졌다는 점에서 의미가 크다”며 “E127Q 변이는 전신 염증뿐 아니라 신경염증 치료 플랫폼으로 발전 가능성이 높다”고 말했다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단의 중견·글로벌리더·기초연구실 지원사업 및 세종펠로우십의 지원받아 진행. 결과는 의·생명·의공학 분야 국제 학술지 ‘테라노스틱스(Theranostics)’ 11월 30일 자에 게재됐다.