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(왼쪽부터) 최준 고려대안산병원 이비인후과 교수, 한은정 고려대 제브라피쉬중개의학연구소 교수. 고려대안산병원 |
고려대안산병원은 이비인후과 최준 교수와 고려대 의과대학 제브라피쉬 중개의학연구소 한은정 교수 연구팀이 AI 기반 약물 분석과 제브라피쉬 동물실험을 결합해 항생제 유발 난청을 억제할 수 있는 후보 약물을 확인했다고 13일 밝혔다. 연구 결과는 청각 연구 분야 학술지 '히어링 리서치'에 최근 게재됐다.
아미노글리코사이드 항생제는 결핵이나 중증 세균 감염 치료에 널리 쓰이지만 내이의 감각세포인 '유모세포(hair cell)'를 손상시켜 난청을 유발한다. 유모세포는 한 번 손상되면 재생이 어려워 영구적인 청력 저하로 이어질 수 있는 것으로 알려져 있다.
연구팀은 AI 스크리닝 모델을 이용해 2253개 약물의 분자 구조와 독성 데이터를 분석한 뒤 난청 부작용 억제 가능성이 있는 후보 물질 28개를 선별했다. 이후 제브라피쉬 모델을 활용해 실제 억제 효과를 검증했다. 제브라피쉬는 인간과 유전적 유사성이 높아 약물 독성 연구에 널리 활용되는 실험 모델이다.
실험 결과 28개 후보 가운데 락트산암모늄액, L-글루타민, 말산, 덱스판테놀, 구연산칼슘, 스트론튬 라넬레이트 등 6개 약물이 아미노글리코사이드에 의한 유모세포 손상을 유의미하게 억제하는 것으로 나타났다.
아미노글리코사이드에 노출된 제브라피쉬에서는 유모세포 수가 정상 대비 약 절반 수준으로 감소했지만, 후보 약물을 함께 처리한 경우 유모세포 생존율이 약 15~25% 정도 보호되는 효과가 확인됐다.
연구팀은 AI 기반 약물 분석으로 후보 물질을 먼저 선별한 뒤 동물실험으로 검증하는 방식이 대규모 약물 스크리닝의 효율을 높일 수 있다고 설명했다. 이미 사용 중인 약물에서 새로운 치료 가능성을 찾는 '약물 재창출(drug repositioning)' 연구에도 활용 가능성이 있다는 평가다.
최 교수는 "AI 기반 약물 분석과 제브라피쉬 실험을 결합한 연구 플랫폼의 가능성을 확인했다"며 "향후 약물 재창출 연구에 활용될 경우 치료제 개발 속도를 높일 수 있을 것"이라고 말했다.
박정연 기자 jy@asiae.co.kr
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