AI 기반 CNS 및 안과용 유전자 치료를 위한 AAV 발굴

AI 기반 AAV 발굴

AI 기반 캡시드 설계, 예측 가능한 타겟팅, 그리고 CNS 및 안과 응용을 위한 검증된 in vivo 성능을 통해 AAV 벡터 혁신을 가속해 보세요.

AAV 엔지니어링에서 AI 기반 혁신을 탐색해 보세요

기존 AAV 캡시드 엔지니어링은 작은 라이브러리 용량, 낮은 성공률, 그리고 많은 시간이 소요되는 반복 과정과 같은 중대한 한계를 가지고 있습니다. Cyagen의 AI 기반 발견 플랫폼은 딥러닝과 예측 모델링을 활용하여 AAV 최적화를 새롭게 정의하며, 무제한의 라이브러리 탐색, 더 높은 타겟 정확도, 그리고 극적으로 단축된 개발 주기를 실현합니다.

그림 1. 기존 방식과 AI 기반 AAV 지향 진화(AAV directed evolution) 과정의 비교: 사이클 수를 3–6회에서 1–2회로 줄이고, 개발 기간을 3년 이상에서 약 1년으로 단축합니다..

AI 강화된 Cyagen의 AAV 발견 워크플로

지능형 변이 유도, AI 예측, High-throughput 검증을 통합함으로써, Cyagen의 워크플로는 특정 치료 요구에 최적화된 맞춤형 AAV 캡시드의 생성을 가속합니다.

그림 2. Cyagen의 AI 기반 AAV 발견 워크플로는 타겟 변이 유도, 딥러닝 알고리즘, 그리고 in vivo 검증을 결합하여 캡시드 선택 과정을 신속하게을 빠르게 진행합니다.

차세대 AAV 변이체의 AI 기반 발견

Cyagen의 AI 기반 플랫폼은 향상된 Transduction 효율, 조직 특이성 강화, 비타겟 효과 감소를 통해 AAV 발견을 가속화하며, 신경과학 및 안과학 분야에서 더 빠른 치료제 개발을 지원합니다.

Cyagen은 안과학 연구에 특화된 첨단 in vivo 약물 전달 및 표현형 분석 서비스를 제공합니다. 정밀한 안구 주사부터 고해상도 이미징 및 시각 행동 분석에 이르기까지, Cyagen의 플랫폼은 약물의 효능과 안전성을 평가하기 위한 포괄적인 능력을 제공합니다. 전문 인력과 최첨단 장비의 지원을 바탕으로, Cyagen은 일관되고 정확하며 재현 가능한 전임상 결과를 보장합니다.

그룹	Variant	해마	대뇌피질	뇌량	중뇌	척수	간
Wild-Type 대조군	AAV9	1	1	1	1	1	1
Positive 대조군	AAV9.PHP.eB	13.2	17.3	12.8	20.2	18.7	0.16
AI Variant 1	PM167	18.5	19.2	16.4	23.2	24.4	0.25
AI Variant 2	PM170	8.6	13.2	5.9	25.3	19.7	0.14

데이터 검증 주요 결과:

생물발광 이미징 결과, PM167과 PM170은 각각 PHP.eB 대비 중추신경계(CNS)에서 2배 이상 및 1.5배 이상의 더 강한 발현을 나타내는 것이 확인되었습니다.
동결 조직 절편(EFGP) 분석을 통해 신경세포 및 척수에서 향상된 Transduction이 검증되었습니다..
이미징 및 조직학적 분석을 통해 간 향성의 억제가 확인되었습니다.

그림: AI 최적화된 AAV9 변이체의 CNS 타겟팅 및 간 향성(Liver Tropism)

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사례 예시

사례 1: 강화된 CNS Transduction

AI 설계된 AAV9 변이체 PM167과 PM170은 뇌 형질도입(Brain transduction)에서 유의미하게 강한 표현을 보였으며, PM167은 PHP.eB 대비 약 2배 이상 높은 수준을 기록했습니다. EGFP 염색을 통해 해마, 대뇌피질, 중뇌, 척수 등 다양한 부위에서 더 넓은 발현이 확인되었습니다.

그림 1. AI 모델이 예측한 CNS 타겟팅 능력은 실험적 진실과 강한 상관관계를 보였습니다 (PearsonR = 0.843, SpearmanR = 0.663).

그림 2. In vivo 생물발광 이미징 및 정량 분석 결과, PM167은 PHP.eB 대비 약 2배, PM170은 약 1.5배 더 강한 뇌 형질도입(Brain transduction)을 나타내는 것으로 확인되었습니다.

그림 3. 뇌 및 척수 절편의 EGFP 형광 이미징 결과, PM167 및 PM170 변이체는 PHP.eB 및 wild-type AAV9 대비 향상된 신경세포 형질도입(Neuronal transduction)을 나타내는 것이 확인되었습니다.

Cyagen의 AI 기반 플랫폼은 우수한 망막 침투 능력과 안구 전체 발현을 갖춘 새로운 AAV2 변이체를 개발하여, 첨단 안과 유전자 치료 개발을 지원합니다.

그룹	Variant	망막 침투	안구 전체 발현
Wild-Type 대조군	AAV2-WT	0	1
Wild-Type 대조군	AAV2.7M8	1	2
AI Variant 1	PM077	3	10
AI Variant 2	PM021	1.5	12.5
AI Variant 3	PM054	10	15

데이터 검증 주요 사항:

In vivo 생물발광 및 화학발광 분석에서 PM054는 AAV2-WT 대비 최대 15배 높은 발현을 보였습니다.
망막 flat-mount 이미징 결과, 모든 망막 층 전반에 걸친 광범위한 transduction이 확인되었습니다.
광수용체 세포에 대한 침투 능력이 기존 AAV 변이체를 크게 상회했습니다.

그림: AI 최적화된 AAV2 변이체의 망막 침투 및 전안구 발현

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사례 예시

사례 1: 고효율 바이러스 생산량 예측 및 검증

높은 정확도(Pearson R = 0.929, Spearman R = 0.859)를 갖춘 AI 기반 생산 예측 모델을 사용하여, Cyagen은 바이러스 생산량이 현저히 향상된 AAV2 변이체를 성공적으로 식별했습니다.

그림 4. AAV2 생산 예측 모델의 검증 결과는 예측값과 실제값 사이에 강한 상관관계를 보였습니다.

그림 5. 최고의 AI 설계된 변이체의 바이러스 생산량 비율을 AAV2-WT 및 AAV2.7M8과 비교하여, 향상된 생산성을 보여줍니다.

그림 6. 생물발광 이미징 결과, PM077, PM021, PM054는 대조군 대비 더 강한 안구 전체 루시퍼레이스 발현을 보였습니다.

그림 7. 균질화된 안구 조직에서의 루시퍼레이스 발현에 대한 정량 분석한 결과, AI 변이체의 우수한 발현 수준이 두드러졌습니다.

그림 8. PM077, PM021 및 PM054 처리된 안구에서 광범위한 망막 감염을 보여주는 안저 형광 이미징.

그림 9. 망막 절편 이미징 결과, PM054 및 관련 변이체에서 RGC 층부터 PRC 층에 이르기까지 광범위한 GFP 발현이 확인되었습니다..

싸이아젠(Cyagen)의 독점적 장점

독점적인 딥러닝 모델

싸이아젠(Cyagen)의 자체 개발 AI 알고리즘은 생물학적 분석으로 검증된 높은 정확도로 조직 타겟팅, 발현 능력 및 벡터 트로피즘을 예측합니다.

광범위한 변이체 라이브러리

Ready-to-use 뇌 및 안구 타겟팅 AAV 변이체와 조직 특이적 프로모터 컬렉션을 제공하여 맞춤형 응용을 지원합니다.

통합 유전자 치료 CRO 서비스

AI 기반 캡시드 설계에서부터 종합적인 전임상 검증에 이르기까지, 싸이아젠(Cyagen)은 유전자 치료 개발 전 과정에 걸친 연속적 지원을 제공합니다.