구조 중심 약물 설계에 물리적 AI를 활용하는 데 중점을 두고 있는 AI 약물 연구 개발 회사인 Genesis Therapeutics는 최근 NVIDIA의 벤처 캐피털 계열사인 Nventures로부터 추가 투자를 받았다고 발표했으며, 양 당사자 간의 협력은 더욱 심화되었습니다. . 이번 투자는 제네시스 AI 플랫폼 GEMS 개발을 가속화하고 구조 중심 약물 설계 역량을 강화하는 데 사용될 예정이다. GEMS 플랫폼은 언어 모델, 확산 모델, 물리적 기계 학습 시뮬레이션을 포함한 여러 AI 방법을 통합하여 복잡한 목표에 대한 분자를 생성하고 최적화합니다. 제네시스는 2019년 설립 이후 3억 달러 이상을 모금했으며 수많은 바이오제약 대기업과 파트너십을 구축해 AI 신약 연구개발을 촉진했다.
스탠포드 출신, 분자 AI에 깊이 관여
Genesis Therapeutics는 스탠포드 대학의 Vijay Pande 박사 연구실에서 분사되었습니다. 공동 창립자인 Evan Feinberg 박사는 대학원 과정에서 Pande와 함께 딥 러닝 기술에 관한 여러 핵심 논문을 공동 발명하고 집필했으며, 그중 가장 주목할만한 것은 PotentialNet 알고리즘이었습니다. 이 알고리즘은 분자 특성 예측, 특히 단백질-리간드 결합 친화도를 위한 새로운 그래프 신경망의 사용을 개척합니다. Feinberg, Pande 및 동료들은 효능 예측에 대한 PotentialNet의 성능을 시연했으며 Stanford University와 Merck Research Laboratories 간의 협력을 통해 그 효과를 더욱 검증했습니다. Genesis를 설립하기 전에 Feinberg는 Merck에서 딥 러닝 컨설턴트로 일했습니다.
NVIDIA와의 심층적인 협력 및 자금 조달로 3억 달러 이상 조달
제네시스는 2019년에 설립되었으며 1년 후 시리즈 A 자금으로 5,200만 달러를 조달했습니다. 그 이후로 회사는 지속적으로 성장하여 현재까지 3억 달러 이상의 자금을 조달했으며, 그 중 대부분은 NVidia의 벤처 캐피탈 계열사인 NVidia의 벤처 캐피털 기업인 NVidia를 포함한 투자자로부터 2023년에 완료된 2억 달러 규모의 시리즈 B 라운드에서 나왔습니다.
Genesis는 NVIDIA와의 파트너십을 통해 AI 플랫폼인 GEMS 개발을 가속화하기 위해 노력하고 있습니다. GEMS는 언어 모델, 확산 모델, 물리적 기계 학습(ML) 시뮬레이션을 포함한 독점 AI 방법을 통합하여 복잡한 대상에 대한 분자를 생성하고 최적화하도록 설계되었습니다. NVentures의 추가 자금 조달은 NVIDIA의 전문 지식을 적용하여 계산 효율성을 향상함으로써 구조 중심 약물 설계를 위한 Genesis의 물리 AI 플랫폼 기능을 더욱 향상시키는 것을 목표로 합니다.
Feinberg는 "Nvidia는 하드웨어 측면과 하드웨어 상위의 하위 소프트웨어 계층 모두에서 AI 스택의 여러 측면에서 리더입니다. 그리고 Genesis는 분자 AI의 선구자가 되기 위해 노력해 왔습니다. 그래서 Nvidia는 거기에 있습니다. 비교우위와 제네시스의 비교우위 사이의 매우 분명한 시너지 효과로 인해 각 부분의 합보다 더 큰 결합이 이루어졌습니다."
신경망을 최적화하여 신약 개발 가속화
이번 협력에서는 단백질 및 소분자 구조와 같은 3D 기하학적 데이터를 처리하는 데 유용한 등변 신경망의 최적화를 다룰 예정입니다. NVIDIA는 네트워크 훈련, 추론 실행, 훈련된 모델을 사용하여 새로운 데이터에 대한 예측 또는 실제 환경에 배포 등 신경망을 통한 컴퓨팅 가속화에 노력해 왔습니다.
Feinberg는 다음과 같이 설명합니다. "Genesis가 수년 동안 개척해온 분자 AI 분야에는 특히 유용한 특정 유형의 신경망이 있습니다. 이는 AI가 AI가 아닌 분야에서 실제로 장기적인 추세의 연속입니다. 인공 지능에는 많은 하위 필드가 있으며 이러한 하위 필드는 관련되어 있지만 서로 다른 알고리즘을 사용하여 학습합니다."
Stanford University의 Feinberg, Pande 및 동료 그룹은 ACS Central Science에 발표된 2018년 논문에서 그래프 컨볼루션의 PotentialNet 계열을 제안했습니다. 2년 후, Feinberg 및 Pande와 함께 다른 동료 그룹은 각 분자를 그래프로 명시적으로 표현함으로써 ADMET(흡수, 분포, 대사, 제거 및 독성) 특성을 예측하는 데 "우리가 아는 한 전례 없는 성공" 방법을 보여주었습니다. 정확도'를 달성했으며 Journal of Medicinal Chemistry에 발표된 논문에서는 Merck Research Laboratories에서 사용하는 고급 ML에 비해 ADMET 예측에서 AI 알고리즘의 상당한 이점을 보여줍니다.
창업자와 멘토 간의 긴밀한 협력
Pande는 현재 Andreessen Horowitz(a16z)의 일반 파트너이자 a16z Bio Fund의 창립 파트너로서 생물학, 컴퓨터 과학 및 엔지니어링에 대한 회사의 투자를 이끌고 있습니다. Pande는 Feinberg의 박사 과정 고문으로 재직했으며, a16z의 Genesis에 대한 410만 달러 종자 투자를 이끌었고, 미공개 미국 기반 생명 과학 투자자와 함께 회사의 2억 달러 이상의 시리즈 B를 공동 주도했습니다.
Feinberg는 Pande에 대해 다음과 같이 말했습니다. "거의 10년 동안 그와 함께 일할 수 있었던 것은 정말 행운이었습니다. 그렇게 재능 있고 비전이 있는 사람과 그렇게 긴밀하게 협력하고 배울 수 있는 것은 드문 일이라고 생각합니다."
끊임없는 혁신이 산업 발전을 이끈다
Feinberg는 다음과 같이 덧붙였습니다. "그(Pande)는 항상 제네시스의 성공에 결정적인 역할을 하는 방식으로 저를 밀어붙였습니다. 분야가 발전함에 따라 그도 계속해서 발전했습니다. 저는 이것이 우리가 제네시스의 선두주자로 남아 있는 것과 일치한다고 생각합니다. " 우리의 위상과 마찬가지로 우리는 계속 혁신하고 모방에 만족하지 않고 실제로 해당 분야를 발전시키고 있습니다."
Feinberg는 스탠포드 대학교 대학원 과정에서 AI가 주로 컴퓨터 비전 및 자연어 분야에 영향을 미쳤다고 회상했습니다. Feinberg는 "두 가지 모두에 사용되는 신경망 유형은 실제로 서로 매우 달랐지만 둘 다 화학에 적합하지 않았습니다. 그래서 우리는 새로운 유형의 신경망을 개발했습니다."라고 Feinberg는 회상합니다. 분자에 적합합니다.”
파인버그는 제네시스가 그때부터 지금까지 새로운 AI 알고리즘과 “분자 AI 작업에 더 적합한 새로운 신경망 기본 요소”를 지속적으로 연구해 왔다고 말했습니다. "등변 신경망은 우리가 중요하게 생각하는 제품군 중 하나입니다. 이는 NVIDIA가 특별히 우리의 최적화를 돕는 영역 중 하나입니다."라고 Feinberg는 덧붙였습니다.
Pande의 연구실은 처음에 단백질 접는 과정을 포함하여 단백질 역학을 시뮬레이션하도록 설계된 분산 컴퓨팅 프로젝트인 Folding@Home으로 두각을 나타냈습니다.
Feinberg는 다음과 같이 회상합니다. “Folding@Home은 단백질 접힘 시뮬레이션을 위해 전 세계적으로 수많은 NVIDIA GPU를 활용했습니다. 그 후 NVIDIA GPU는 인공 지능, 특히 비전 및 자연 언어에 더 많이 사용되기 시작했습니다. NVIDIA GPU의 강력한 사용자가 되는 것입니다.”
NVIDIA와의 “천국의 일치”
Feinberg는 "시리즈 B 라운드를 통해 Nvidia와 NVentures를 소개받았을 때 상당한 자본을 가져올 뿐만 아니라 관계에 지혜를 가져다 줄 매우 자연스러운 투자자처럼 느껴졌습니다."라고 말했습니다. 고객 관계를 넘어 함께 협력함으로써 우리의 요구 사항과 도메인 지식을 통해 고유하게 활용할 수 있는 하위 수준 기능 모두에서 서로 배울 수 있게 되었습니다."
Nvidia의 경우 Genesis와의 파트너십을 통해 신약 발견에 AI를 적용하려는 지속적인 노력이 강화되었습니다.
NVIDIA의 기업 부사장 겸 NVentures 책임자인 Mohamed "Sid" Siddeek은 다음과 같이 말했습니다: “NVIDIA와 협력하여 개발된 Genesis의 AI 플랫폼 및 관련 컴퓨팅 발전은 새로운 생성 및 예측 AI 기술을 제공하여 아직 개발되지 않은 화학 경로를 탐색하고 약물 후보를 식별하는 데 도움이 될 것입니다. ."
GEMS는 NVIDIA에 어떻게 도움이 되나요?
Feinberg는 "GEMS의 목표는 매우 까다롭고 어떤 경우에는 다루기 힘든 대상을 효율적으로 개발할 수 있도록 하는 것입니다. 이를 위해서는 이전보다 몇 가지 기능을 더 잘 수행해야 합니다."라고 말했습니다.
여기에는 분자를 생성하고 분자의 효능, 선택성 및 원자 특성을 예측하는 작업이 포함됩니다. 이는 분자의 모든 주요 특성을 공동으로 연구하는 약물 발견에 대한 다중 매개변수 최적화 접근 방식이 결합된 것입니다. Feinberg는 GEMS가 생성 AI와 예측 AI라는 두 가지 긴밀하게 통합된 기둥으로 구성되어 있으며 Genesis의 자체 사용자 정의 언어 모델을 사용하여 클라우드에서 수천에서 수백만, 심지어 수십억 개의 화합물을 생성했다고 설명했습니다.
"그러나 화학, 합성 화학은 제한 요소입니다. 주어진 시간에 너무 많은 분자만 만들 수 있습니다. 따라서 효능, 선택성 및 원자 특성을 예측하는 예측 AI 기술이 최대한 정확하다는 것이 중요합니다. 따라서 GEMS는 실제로 깊이 통합된 기술의 조합을 설명하는 집합적인 용어입니다."라고 Feinberg는 말했습니다.
종양학 및 면역학 분야의 GEMS 응용
GEMS를 활용하여 Genesis는 종양학 및 면역학에 초점을 맞춘 파이프라인을 개발하고 있습니다. 종양학에서 제네시스는 최종 단계의 리드 최적화 단계에 있으며 유방암과 대장암의 일반적인 발암 유발 요인인 PIK3CA의 범돌연변이 알로스테릭 억제제에 대한 매우 강력하고 선택적인 개발 후보를 지명하는 데 가까워졌습니다.
다른 종양학 개발 노력은 체크포인트 억제제(리드 최적화 단계)에 대한 반응을 극복하고 외인성 세포 사멸 경로를 억제하는 항세포사멸 조절제를 통해 암세포가 세포사멸을 회피하는 것을 방지하도록 설계된 소분자에 중점을 두고 있습니다(발견 단계).
면역학 분야에서 Genesis는 두 가지 발견 단계 노력을 기울이고 있다고 밝혔습니다. 하나는 잘 검증된 자가면역 질환 표적에 대해 소분자를 생성하기 위한 여러 프로그램을 개발하는 것이고, 다른 하나는 "심각한 유전성 자가염증 질환"을 치료하기 위해 불특정 손상된 단백질의 활성을 복원하는 교정제입니다.
바이오제약 거대 기업과의 협력
내부 개발 작업 외에도 제네시스는 거대 바이오제약업체 3곳과 발표된 협력을 진행하고 있지만 파인버그는 회사가 이에 대해 언급할 수 없다고 말했습니다. 가장 최근의 협력은 Gilead Sciences와 함께 9월에 시작되었으며, GEMS를 사용하여 Gilead가 선택한 표적에 대한 분자 생성 및 최적화를 지원하여 여러 표적에 대한 소분자 치료법의 발견 및 개발을 가능하게 하기로 합의했습니다.
길리어드는 3개 표적에 대해 3,500만 달러를 지불하기로 합의했으며, 공개되지 않은 미리 정해진 표적당 수수료로 추가 표적을 지명할 권리를 갖습니다. 길리어드는 또한 전임상, 개발, 규제 및 상업적 마일스톤 달성과 관련된 추가 지불금과 상용화된 제품의 순매출에 대한 단계별 로열티를 지불하기로 합의했습니다.
다른 두 거대 바이오제약회사와의 협력:
엘리 릴리(Eli Lilly) - 최대 5개 치료 영역에서 새로운 치료법을 발견하기 위해 최대 6억 7천만 달러(이 중 2천만 달러는 선불금) 규모의 협력이 2022년 시작됩니다.
로슈 그룹(Roche Group)의 계열사인 Genentech는 딥 러닝 및 분자 시뮬레이션을 위한 Genesis 플랫폼을 사용하여 2020년에 출시된 다중 대상 및 다중 질병과 관련된 협력입니다. 2022년 Genentech는 관심 있는 표적을 "다른 방법으로는 접근할 수 없는 도전적인 표적"이라고 설명했습니다. 협업의 가치는 공개되지 않았습니다.
Genesis는 샌프란시스코 교외인 캘리포니아주 벌링게임에 본사를 두고 있으며 샌디에고에 완전히 통합된 연구소를 두고 있습니다. 이 회사의 직원은 약 80명입니다.
Feinberg는 "시리즈 B 라운드, Nvidia의 최근 투자 및 파트너십으로 인해 많은 성장이 예상됩니다."라고 Feinberg는 말했습니다. 규모는 크지만 직원 수는 80명을 넘어설 수 있습니다.”
Genesis Therapeutics와 NVIDIA의 협력은 AI 기반 약물 연구 개발 분야에서 중요한 단계입니다. GEMS 플랫폼의 지속적인 개발과 바이오제약 대기업과의 협력은 신약의 연구 개발 프로세스를 가속화하고 새로운 것을 가져올 것으로 예상됩니다. 환자에게 치료 옵션을 제공합니다.