[주간 IT] 암세포 구별하는 AI 알고리즘 등장

[이뉴스투데이 전한울 기자] 40년째 사망원인 부동의 1위를 지키고 있는 대표적인 난치병 ‘암’.

의학 발전으로 생존율이 계속 높아지고 있지만, 여전히 국민 4명 중 1명이 암으로 목숨을 잃을 정도로 사망률이 높은 질병이다. 전세계적으로 암 정복을 향한 연구개발이 활발한 가운데, 특히 면역항암치료가 크게 각광받고 있다.

기존 약물요법이 암세포를 직접 공격했다면, 면역항암치료는 체내 면역세포의 기능을 강화해 암세포를 효과적으로 공격할 수 있도록 하는 혁신 치료법이다.

암 환자의 면역체계를 활용해 암을 극복하는 치료 분야에는 몇 가지 방법이 있다. 이중 키메라 항원 수용체(Chimeric antigen receptor, CAR)를 장착한 CAR-T 혹은 CAR-NK 면역세포는 암항원을 인식해 직접 암세포를 파괴할 수 있어 획기적인 치료법으로 기대받고 있다.

이미 혈액암에서 효과를 보인 바 있는 ‘CAR 세포치료’는 현재 고형암으로 적용 범위를 넓히려는 노력이 이어지고 있다. 

하지만 고형암에서는 부작용을 최소화하면서 효과적인 암 살상 능력을 보유한 CAR 세포 개발에 어려움이 있다. 암세포와 정상세포를 효과적으로 구분해 부작용을 최소화해야 하는 해결과제가 상존하기 때문이다.

한 단계 진보된 컴퓨터 연산 논리회로를 활용해 효과적으로 암세포를 공략할 수 있는 ‘스마트 면역세포 개발’이 활발히 진행되고 있는 가운데, 국내 연구진이 인공지능(AI)과 빅데이터 분석을 기반으로 효과적인 암 치료 기술을 개발해 화제다.

최정균 KAIST 바이오및뇌공학과 교수와 박종은 의과학대학원 교수 공동연구진은 인공지능(AI)과 빅데이터 분석을 기반으로 스마트 면역세포를 통한 ‘암 치료 핵심 기술’을 개발했다. 

이번 개발 기술은 키메라 항원 수용체가 논리회로를 통해 작동하게 함으로써 정확하게 암세포만 공략할 수 있도록 하는 ‘차세대 면역항암 치료법’으로 기대받고 있다.

연구진은 수백만개의 세포에 대해 ‘유전자 발현 데이터베이스’를 구축하고, 이를 이용해 종양세포와 정상세포간 유전자 발현 양상 차이를 논리회로 기반으로 찾아낼 수 있는 ‘딥러닝 알고리즘’을 개발했다.

이 알고리즘은 암세포만을 특이적으로 공략할 수 있는 논리회로를 찾아내는 데 사용됐다. 

연구진은 논리회로를 장착한 CAR 면역세포가 컴퓨터 수준으로 암과 정상 세포를 구별해 작동해 부작용없이 암세포만 정확하게 공략하는 것이 가능하다고 설명했다.

연구진은 "이전에 시도된 적이 없는 방법론을 제시한 이번 연구에서 특히 주목할 점은 수백만개의 개별 암세포 및 정상세포들에 대한 시뮬레이션을 통해 최적의 CAR 세포용 회로들을 찾아낸 과정ˮ이라면서 "인공지능과 컴퓨터 논리회로를 면역세포 엔지니어링에 적용한 획기적인 기술로, CAR 세포치료가 고형암으로 확대되는데 중요한 역할을 할 것으로 기대한다”고 말했다.