시드니의 데이터 과학자가 인공지능(AI)을 활용해 강아지의 맞춤형 암 백신을 개발한 것은 세계 최초의 사례로, 이로 인해 과학계의 주목을 받고 있다. 이 실험적 치료법은 강아지의 종양 크기를 75% 줄여주었으며, 동물 의학과 인간 의학 모두에 새로운 희망을 주고 있다.

동물 암 연구에 AI 활용

42세의 데이터 과학자이자 머신러닝 엔지니어인 폴 콘잉엄은 구조된 강아지 로지의 맞춤형 암 백신을 위해 인공지능 도구인 챗GPT를 포함한 여러 AI를 활용했다. 로지는 2024년에 고급 마스 세포 암 진단을 받았으며, 기존의 동물 병원 치료는 질병 진행을 늦추는 데만 효과적이었고 종양 크기를 줄이지는 못했다.

생물학 전공이 아닌 콘잉엄은 직접 해결책을 찾아야겠다고 결정했다. 그는 뉴사우스웨일스 대학교에서 로지의 종양 DNA와 건강한 DNA를 분석하는 데 약 2350파운드(약 3000달러)를 지출했다. 이 데이터는 건강한 세포와 암 세포를 비교하고, 질병을 유발하는 유전적 돌연변이를 확인하는 데 사용되었다.

콘잉엄은 알파폴드(AlphaFold)라는 단백질 모델링 프로그램을 포함한 인공지능 도구를 활용해 종양 성장의 원인인 특정 돌연변이를 표적으로 하는 공식을 개발했다. 그는 텔레비전 인터뷰에서 이 과정을 설명하며 “우리는 그녀의 종양을 분석하고 DNA를 시퀀싱한 뒤, 조직을 데이터로 전환해 그녀의 DNA에 문제가 무엇인지 파악하고, 이를 바탕으로 치료법을 개발했다”고 말했다.

AI에서 백신 개발로

돌연변이를 확인한 후 콘잉엄은 암 치료에 사용할 수 있는 면역요법 약물을 확보하려 했지만, 제약 회사는 동정적 사용을 위한 약물 제공을 거절했다. 이에 그는 뉴사우스웨일스 대학교의 RNA 연구소에 맞춤형 mRNA 백신을 제조해달라고 요청했다.

이 백신은 로지의 면역 체계를 교육해 암 세포를 인식하고 공격하도록 돕는 것이 목표였다. 유전자 시퀀싱이 완료된 후 2개월 미만의 시간에 로지는 2023년 12월 첫 주사 접종을 받았다. 2024년 3월 중반까지 콘잉엄은 강아지의 상태가 급격히 개선되었음을 보고했다. 그의 다리에 있던 종양은 약 75% 줄어들었다.

이전에는 테니스 공 크기로 묘사된 로지의 종양이 현재는 크게 줄어든 것으로 보인다. 콘잉엄은 “12월 초에는 이동 능력이 크게 떨어졌고, 점점 무기력해지고 슬퍼하는 모습이었다”고 말했다. 그는 후에 “1월 말에는 펜스를 뛰어넘어 토끼를 쫓는 모습을 보였다”고 덧붙였다.

미래 의학 연구에의 의미

뉴사우스웨일스 대학교의 연구자들은 이 사례를 동물용 맞춤형 암 백신 개발의 첫 사례로 평가했다. 이 치료법은 과학자들 사이에서 인간 환자에게 유사한 기술을 어떻게 활용할 수 있을지에 대한 의문을 제기했다.

뉴사우스웨일스 대학교 람라치오티 센터 유전체 연구소장 마틴 스미스는 이 연구가 의학의 미래 가능성을 보여주는 것이라고 말했다. 그는 “강아지에게 이런 치료를 할 수 있다면, 왜 인간 암 환자에게는 이 기술을 확대 적용하지 않는가”라고 질문했다. 뉴사우스웨일스 대학교 RNA 연구소장 팅달슨은 이 성과가 기술 발전의 징후라고 말했다. 그는 이 프로젝트가 인공지능 도구가 의학 연구와 치료 개발에 어떻게 도움을 줄 수 있는지를 보여준다고 설명했다.

콘잉엄의 프로젝트는 맞춤형 의학 분야에서 AI의 잠재력을 부각시켰다. 챗GPT와 같은 AI 도구를 활용해 복잡한 유전 정보를 분석하고 표적 치료법을 개발하는 것은 동물과 인간의 암 치료를 혁신할 수 있다. 이 사례의 성공은 AI를 활용한 동물 의학 연구와 인간 적용 가능성에 대한 추가 연구를 촉진했다.

맞춤형 의학 분야가 계속 발전하면서 로지와 그녀의 AI 설계 백신 사례는 암 치료의 미래를 엿보는 기회를 제공한다. 과학자들은 이러한 기술을 보다 넓은 범위에 적용할 수 있는 방법을 탐구하고 있으며, 다양한 암 유형의 환자에게 더 효과적이고 맞춤화된 치료법을 가능하게 할 수 있다.

데이터 과학자, 생물학자, 의료 전문가 간의 지속적인 연구와 협력으로 AI를 암 치료에 통합하는 것이 앞으로 몇 년 안에 보다 일반화될 것으로 기대된다. 이 돌파구의 의미는 매우 중요하다. 이는 인간과 동물 모두에게 더 맞춤화되고 효과적인 치료법을 가능하게 할 수 있다.

로지의 치료 성공은 다른 연구자들에게 의학 연구에 AI의 잠재력을 탐구하도록 동기부여를 주었다. 새로운 도구와 기술의 개발은 다양한 질병에 대한 더 효율적이고 정확한 치료법을 가능하게 할 수 있다. 이 분야가 계속 발전하면서 의학 분야에서 AI의 사용은 증가할 것으로 기대되며, 복잡하고 치료가 어려운 질병을 앓는 환자들에게 새로운 희망을 제공할 것으로 보인다.