신약개발 AI 솔루션 기업 티나클론과 싱글셀·공간오믹스 전문기업 디코드셀이 인공지능(AI) 기반 물질 탐색과 고해상도 오믹스 분석을 연결한 신약개발 연구지원 체계 구축에 나선다. 양사는 유효물질 발굴부터 비임상 유효성·독성기전 평가, 임상 바이오마커 연구까지 신약개발 전주기를 연계할 계획이다.

티나클론(대표 나인성)과 디코드셀(대표 김세원)은 신약개발 전주기 연구지원 체계 구축을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다고 7일 밝혔다.

이번 협약은 디코드셀의 싱글셀·공간전사체 기반 타깃 및 작용기전 발굴 역량과 티나클론의 AI 기반 물질 탐색·활성 예측 역량을 결합하는 것이 핵심이다. 양사는 신약개발기업 및 연구자와의 네트워크를 활용해 공동 연구과제와 고객을 발굴하고, 개발 단계별 수요에 맞춘 통합 연구 서비스를 제안할 계획이다.

디코드셀은 싱글셀 및 공간전사체 분석을 통해 세포 유형별 유전자 발현과 세포 간 상호작용, 조직 내 위치 정보, 질환 및 약물 반응에 따른 세포 이질성을 분석한다. 이를 기반으로 신약 타깃과 바이오마커를 발굴하고, 유효물질의 작용기전과 약물 반응을 세포·조직 수준에서 규명하는 연구를 지원하고 있다.

티나클론은 클라우드 기반 신약개발 환경 ‘TRION’을 통해 버추얼 스크리닝, AI 코폴딩(co-folding), 타깃 특화 활성 예측(TSAP, Target Specific Activity Prediction) 등의 솔루션을 제공한다. 특정 타깃에 대한 물질 활성을 예측하고 실험 검증 우선순위를 좁혀 유효물질 발굴부터 히트투리드(hit-to-lead) 단계까지 연구 의사결정을 지원하고 있다.

양사는 디코드셀의 오믹스 분석을 통해 발굴한 타깃과 생물학적 가설을 티나클론의 AI 솔루션 기반 물질 탐색·평가 단계로 연결할 계획이다. 이후 비임상 연구에서 확보한 유효성과 안전성 데이터를 다시 싱글셀·공간오믹스로 분석해 작용기전과 반응 차이를 규명하고, 이를 후속 개발 전략에 반영하는 순환형 연구모델을 구축한다는 구상이다.

특히 티나클론의 AI 솔루션으로 발굴·선별한 물질을 디코드셀의 싱글셀·공간오믹스 기술로 정밀 평가하는 비임상 연구지원 모델을 개발한다. 물질 처리 전후의 세포 유형별 반응과 표적 세포에서의 약효, 면역미세환경 변화, 비표적 세포에서 나타나는 초기 안전성 신호 등을 분석해 유효성과 독성 발생 기전을 보다 입체적으로 평가할 계획이다.

기존 비임상 평가가 종양 크기와 혈액학적 지표, 조직병리학적 변화 등 개체·조직 수준의 결과를 중심으로 유효성과 독성을 판단한다면, 싱글셀·공간오믹스는 약효와 독성 반응이 어떤 세포와 조직 내 위치에서 발생했는지 세포 간 상호작용과 함께 분석할 수 있다.

이는 규제 목적의 GLP 독성시험이나 기존 비임상 평가를 대체하는 개념이 아니라 세포·공간 수준의 기전 정보와 바이오마커를 추가해 유효물질 우선순위 선정과 후속 개발 의사결정을 고도화하는 방식이다. 양사는 이를 기반으로 국내 비임상 연구 현장에서 아직 보편화되지 않은 ‘오믹스 기반 정밀 유효성·독성기전 분석’을 새로운 연구지원 영역으로 구축할 방침이다.

싱글셀·공간오믹스는 임상시험과 연계한 중개연구에도 활용할 수 있다. 환자의 혈액과 조직 등 임상 검체를 분석해 약물이 목표 세포와 신호경로에 실제로 작용했는지 확인하고, 약물 반응 예측 바이오마커와 환자군별 반응 차이, 치료 저항성 및 이상반응 발생 기전을 규명하는 방식이다.

임상 초기에는 표적 및 약력학적 반응과 안전성 관련 세포 변화를 확인하고, 이후 반응군과 비반응군을 구분할 수 있는 바이오마커 및 적정 환자군 탐색과 검증에 활용할 수 있다. 특히 공간오믹스는 조직 구조와 종양미세환경을 유지한 상태에서 약물 반응과 면역세포 변화를 분석할 수 있어 임상시험 연계 연구에서 활용 가능성이 높다.

양사는 AI 기반 물질 탐색과 싱글셀·공간오믹스 분석을 결합해 타깃 및 물질 발굴, 비임상 유효성·독성기전 평가, 임상시험 단계의 약물 반응 및 바이오마커 연구로 이어지는 연속적인 연구지원 체계를 구축할 계획이다. 각 단계에서 생성된 생물학적 데이터를 후속 개발 전략에 다시 반영해 신약개발 의사결정의 효율성을 높이는 것이 목표다.

이와 함께 인간 유전자 발현을 넘어 인체 내 미생물·바이러스와 숙주 세포 간 상호작용을 세포 및 공간 수준에서 분석할 수 있는 통합 분석 기술의 개발 가능성도 공동 검토한다. 이를 통해 질환 발생과 진행, 치료 반응에 관여하는 다양한 생물학적 요인을 입체적으로 분석할 수 있는 연구 기반을 마련할 계획이다.

김세원 디코드셀 대표는 “기존 비임상 평가가 유효물질 투여 후 어떤 변화가 발생했는지를 보여준다면, 싱글셀과 공간오믹스는 그 변화가 어떤 세포에서, 조직 내 어느 위치에서, 어떠한 기전으로 나타났는지를 설명할 수 있다”며 “티나클론의 AI 기반 물질 탐색 역량과 디코드셀의 오믹스 기술을 연결해 유효물질 발굴부터 비임상 유효성·독성기전 평가, 임상 단계의 약물 반응 및 바이오마커 연구까지 이어지는 새로운 신약개발 연구지원 모델을 구축하겠다”고 말했다.

이어 “싱글셀·공간오믹스는 단순한 데이터 생산 기술을 넘어 신약개발 과정에서 물질을 선별하고 실패 원인을 규명하며 적합한 환자군과 바이오마커를 찾는 의사결정 도구로 발전하고 있다”며 “기존 비임상·임상 연구와 고해상도 오믹스 분석을 연결하는 새로운 시장을 만들어가겠다”고 덧붙였다.

나인성 티나클론 대표는 “TRION은 타깃 특화 모델링을 기반으로 연구자가 실험적으로 검증할 물질의 우선순위를 효율적으로 설정하고 연구 의사결정을 지원하는 것을 목표로 한다”며 “디코드셀의 고해상도 생물학 데이터와 결합하면 타깃 발굴 이후 물질 탐색과 비임상 검증, 임상개발 전략까지 이어지는 보다 실용적인 연구지원 체계를 마련할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

양사는 이번 MOU를 시작으로 공동 고객 및 연구과제 발굴과 파일럿 프로젝트 설계에 착수한다. 향후 실제 적용 성과와 고객 수요를 바탕으로 공동 서비스와 데이터 기반 연구개발 범위를 단계적으로 확대할 계획이다.