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국내 줄기세포 전문기업 넥셀은 바이오 AI(인공지능) 전문기업 메타하트와 '인간 줄기세포에서 유래한 심근세포에 인공지능을 결합한 정밀 심독성 예측 플랫폼'을 개발해 그 성과를 세계 최상위 독성학 학술지(Archives of Toxicology)에 발표했다고 30일 밝혔다. 넥셀은 2012년 한충성 대표가 설립한 회사로 현재 기술특례상장을 위한 기술성평가를 준비 중이다.
이번 연구의 핵심 기반은 넥셀의 심근세포 제품(Cardiosight®-S)이다. 이 제품은 연구 과정에서 업계 최고 수준의 재현성과 높은 순도를 다시 한번 입증했다. 또 약 85%에 달하는 심실형 세포 비율로 심실 부정맥 현상인 TdP(Torsades de Pointes) 평가에 적합한 생물학적 연관성도 확보했다.
넥셀 연구팀은 이번 연구 전반을 총괄했으며 심근세포에 28종의 CiPA 참조 화합물을 적용해 전기생리학적 데이터를 수집하고, 12종의 항암제에 대한 120시간 장기 임피던스 기반 세포 독성 평가 및 MEA(Microelectrode Array) 기능 분석을 수행했다.
메타하트는 넥셀의 연구를 통해 확보된 다중 전기생리학적 바이오마커 데이터(박동 주기, FPDcF, 스파이크 진폭, 박동 불규칙성)를 기반으로 머신러닝 예측 모델을 설계하고, 이를 4가지 알고리즘을 통해 비교 검증하는 역할을 맡았다.
연구 결과 인공신경망(ANN) 알고리즘 모델을 기반으로 한 예측 정확도 지표인 ROC-AUC(1에 가까울수록 완벽한 예측을 의미)에서 0.982를 기록했다. 이는 기존에 보고된 단일 지표 기반 예측치인 0.89를 크게 상회하는 것으로, 넥셀의 심근세포가 실제 인간의 심근과의 완벽할 정도로 유사하다는 점과 이 심근세포에서 나타난 복합적인 데이터들을 해석하는 AI 알고리즘가 매우 정교함을 의미한다고 회사는 설명했다.
넥셀 관계자는 "미국식품의약국(FDA)의 동물 대체 시험법 추진과 심장 독성에 대한 규제 가이드라인 강화로 인해 글로벌 심독성 시장은 빠르게 성장하고 있다"며 "특히 항암제의 심독성 부작용이 새로운 규제 이슈로 부상하면서, 항암제 개발사, 글로벌 제약사, 위탁연구기관 등을 중심으로 수요가 급증할 것으로 기대한다"고 말했다.
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