BioIntelligence

버추얼 트윈(Virtual Twin)이 생명 연장에 도움을 줄까요?

물리 모델부터 가상 모델까지 생명 시스템을 모델링하는 BioIntelligence

슬로바키아의 한 젊은이는 낙하 사고로 두개골의 3분의 1을 잃었지만, 그로부터 9년이 지난 뒤 휠체어에서 일어나 의사소통할 수 있게 되었습니다. 이 놀라운 발전은 생체의학 엔지니어가 3D 인쇄한 환자 두개골 모형을 사용하여 완벽히 맞는 임플란트를 설계 및 제작하여 뇌에 가해지는 압박을 덜어준 결과였습니다. 텍사스주의 아기 샴쌍둥이 자매는 흉강과 공유 장기를 정확히 본뜬 3D 모델을 사용하여 30시간의 성공적인 외과 수술 끝에 분리되어 각자 건강한 삶을 되찾고 있습니다. 너무 커서 치료가 불가능할 것으로 보였던 2살 여아의 심장 천공을 런던의 의사들이 3D 인쇄 모델과 패치로 메꾼 이후, 이제 밝게 웃으며 건강하게 자라고 있습니다.

전 세계의 의료진은 3D 모델링을 통해 환자의 신체 조직을 정밀하게 재현함으로써 복잡한 수술을 계획 및 실습하고 개인을 위한 맞춤형 임플란트와 인공 보형물을 제작해 생명을 구하고 있습니다. 이토록 놀라운 발전은 생사를 넘나드는 중환자와 부상당한 환자들의 삶에 엄청난 영향을 주고 있습니다.

하지만, 이것은 빙산의 일각에 불과합니다. 21세기의 진정한 의료 및 치료 혁명은 이와 같은 물리적 모델이 아닌 가상 모델로부터 탄생할 것입니다. 언젠가 이러한 가상 모델은 인간은 물론 환자 개개인의 실제 생리학과 병리 생리학을 시뮬레이션하여 부상과 질병에 대한 연구와 진단 및 치료 방식을 완전히 혁신할 것입니다.

이제 BioIntelligence의 시대가 시작되었습니다.

하늘에서 실마리를 얻는 제약 산업

생명과학 부문에 모델링, 시뮬레이션, 제품 주기 관리 프로세스를 구현하는 BioIntelligence

가상의 쌍둥이를 구현하는 일은 아직 요원한 꿈처럼 느껴지지만, 이러한 꿈을 현실로 이루기 위한 과정은 BioIntelligence의 초기 분야에서 이미 활발하게 진행되고 있습니다. BioIntelligence('인실리코 의료' 또는 '컴퓨터 의료'라고도 함)는 가상 환경 '인실리코'에서 생물학적 의료 공정을 모델링, 시뮬레이션, 시각화 및 체험하기 위해 컴퓨터 기술을 활용합니다.

BioIntelligence는 가상 환경 '인실리코'에서 생물학 및 의료 프로세스를 정확하게 모델링, 시뮬레이션 및 시각화하는 것이 목표입니다.

BioIntelligence에 대한 영감은 흥미롭게도 항공산업과 같은 복잡한 제조 부문에서 찾아볼 수 있습니다. 신규 비행기 제작 시 막대한 비용과 복잡한 작업이 수반되는 우주항공 산업에서는 항공기 설계와 제조를 위해 오래전부터 다부문 조직 간 접근 방식을 활용해 왔습니다.

또한 복잡한 시스템의 작동 방식을 완전히 이해하고 예측하기 위해 가상 모델링과 시뮬레이션을 통해 물리적 프로토타입과 테스트를 발전시켜왔습니다. 이러한 협력적 접근 방식과 가상 기술의 사용은 혁신을 촉진하고 생산 일정을 크게 단축하며 재료의 낭비를 줄이고 생산 프로세스를 시작하기 전에 제조, 조립 및 유지보수 과정의 문제를 가상 세계에서 파악하여 비용을 효과적으로 해결할 수 있게 해주었습니다.

3DEXPERIENCE 플랫폼 데모

약품 제조업체들은 의료 데이터베이스에 대응하여 가상 단백질과 화합물의 모델링과 검사를 진행해 왔으며 약품 개발 및 생산은 대부분 현실 세계에 기반을 두었고 분야 간, 조직 간 협력은 제한적이었습니다.

약품 제조업체들은 생산할 실제 약품을 매일 동물에 테스트하고 임상 시험을 통해 실제 환자에 테스트하느라 고군분투하고 있으며 이에 드는 시간과 비용은 가히 천문학적입니다. 현재 약품 제조업체가 단일 약품을 시장에 출시하려면 10년 이상의 기간 동안 29억 달러 이상을 투자해야 합니다(Tufts Center for the Study of Drug Development의 연구 참조).

이러한 어려움에 생명 시스템의 거대한 역학 및 복잡성이 더해져, 연구 개발을 위한 협력적 접근 방식과 함께 가상 모델링과 시뮬레이션을 활용할 경우 과학 산업에 크나큰 혜택을 제공할 수 있습니다.

과학 분야 간, 제약회사와 연구소, 의료 서비스업체, 컴퓨터 회사 간 협력은 통찰력과 혁신을 촉진하는 지식과 경험을 공유하는 좋은 기회가 될 수 있습니다.
컴퓨터 모델과 시뮬레이션을 협업하여 사용하면 연구자가 복잡한 시스템을 더 잘 이해하고 다양한 의료 및 치료의 생물학적 효과를 보다 정확하게 예측할 수 있으며, 제약업체는 이에 따라 실제 분석을 미세 조정하며 약품이 생산되기 전에 시험을 통해 비효율적인 치료를 중단할 수 있습니다.
즉, 이러한 변화는 다른 산업에서와 마찬가지로 효율성, 효과성, 안전성의 측면에서 혁신과 장점을 가져올 수 있습니다. 또한 이러한 접근 방식을 통해 협업으로 생산된 모델과 시뮬레이션을 개별 환자의 실제 데이터와 융합함으로써 진정으로 개인화된 약품의 개발 가능성이 열립니다.

시장에 신약을 출시하는 데 필요한 평균 기간은 10년, 비용은 29억 달러

Tufts Center for the Study of Drug Development

가상 임상 시험에서 가상 환자에게 가상 약물을 시험 투여하는 날은 머지않았는가?

진행 중인 기초 작업

분자에서 세포, 장기, 장기 체계, 전신에 이르는 가상 경로를 구성하려면 오랜 시간이 걸리고 개별 화학 및 생물학, 물질적 개체뿐 아니라 복잡한 생물학 시스템을 모델링 및 시뮬레이션해야 합니다. 그러나 이러한 작업은 이미 진행 중입니다.

생명과학에서 BioIntelligence의 기술과 전문성을 발전시키기 위해, 2009년부터 공사 부문의 협력을 도모하는 BioIntelligence 컨소시엄이 결성되어 산업 부문에서 장기적으로 진행되었던 협력과 디지털 모델링, 시뮬레이션, 제품 주기 관리(PLM)를 의약 및 의료 장비 제조업체에 구현하기 위해 노력하고 있습니다. 다쏘시스템이 이끄는 컨소시엄에는 산업 파트너(Bayer CropScience, Ipsen, Pierre Fabre, Sanofi, Servier), 생물 SMB 전문가(Sobios, Aureus Pharma), 공공 연구 기관(Génopole, INRIA, INSERM)이 참여 중입니다.

이러한 협력 작업의 결과물은 다쏘시스템이 BIOVIA BioPLM 애플리케이션과 함께 설계한 Designed to Cure 솔루션에서 확인할 수 있습니다. 이 솔루션은 약물 발견 및 개발 프로세스의 문제를 해결하고 효율과 효과성을 개선하기 위해 고안되었습니다. 전 세계의 과학적 협업, 과학 콘텐츠 통합과 시맨틱 검색, 가상 모델링 및 예측 시뮬레이션을 통해 제약 연구원들과 그들이 연구하는 글로벌 생태계는 이 솔루션으로 더 빠르게 효율적으로 신약을 개발하고 특정 목표를 겨냥한 새로운 표적 치료 솔루션의 성공률을 높일 수 있게 되었습니다.

BioIntelligence Experience Day 다시보기

환영사 및 소개
Patrick Johnson
다쏘시스템 R&D 기업 연구 부사장

G5 Santé의 야심찬 R&D 이니셔티브
Bertrand Parmentier
Pierre Fabre Group CEO

3DEXPERIENCE 플랫폼 & BIOVIA
Max Carnecchia
다쏘시스템 BIOVIA CEO

BioPLM 데모
Nicolas Froloff
3DS BIOVIA BioPLM R&D 생명과학 담당 이사

과학자의 관점
Martin Karplus
노벨상 수상자

유럽의 관점
Philippe De Backer
유럽 의회

3DEXPERIENCE 플랫폼: 혁신에 대한 새로운 생각!
Bernard Charlès, 다쏘시스템 CEO

주요 장면 모음:
BioIntelligence

자세히 알아보기

BioIntelligence 마스터링

BioIntelligence 마스터링

제약 산업의 과제 해결을 위한 협력

"디지털 세상에는 현재의 산업적 관습을 근본적으로 변화시킬 수 있는 힘이 있습니다." Ipsen의 과학부 수석 부사장이자 Ipsen Innovation 사장인 Christophe Thurieau와의 인터뷰에서 BioIntelligence 컨소시엄에 대해 자세히 알아보세요. 기사 보기

디지털화와 협업을 통한 R&D

디지털화와 협업을 통한 R&D: 제약의 새로운 비전

기업 혁신, 2015-08-31

"제약 산업은 본질적으로 고립되었으며 연구 개발(R&D) 활동이 매우 복잡하기 때문에 제품 수명주기 관리(PLM) 분야의 기업에 유망한 시장이라고 볼 수 있습니다." 기사 보기

생명과학 데이터의 범람에 맞서다

생명과학 데이터의 범람에 맞서다

R & D Magazine, 2015/08/10

"너무나 방대하고 복잡하여 기존의 데이터 애플리케이션으로 처리하기 어려운 빅 데이터는 과학 분야의 상당한 이슈가 되었습니다. 생명과학 산업은 특히 이러한 상황이 더욱 심해, 늘어나는 데이터 규모의 속도를 따라잡을 분석 및 해석 도구가 부족한 '데이터 범람' 현상이 일어나고 있습니다." 기사 보기

Gartner 로고

Gartner: "PLM 생명과학 시장을 장악할 준비를 갖춘 다쏘시스템의 Biovia"

"다쏘시스템은 현재 생명과학 분야에서 의료 장비와 제약업체의 R&D 및 제품 상용화 요구에 부응하는 가장 광범위한 포트폴리오를 보유한 선도적 기업이라 생각합니다. Biovia는 제약, 생명공학 기업 및 학술 연구 기관의 R&D 영역에 막대한 영향을 미칠 것입니다. Biovia와 Biovia의 고객사는 동물과 인간을 위한 케이스별 약물, 치료법 및 요법으로 확장될 가상 모델을 생산할 것입니다." 보고서 보기