[코스인코리아닷컴 이효진 기자] 국내외 제약업계에서 차세대 신약 개발의 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 인공지능(AI) 기술이 혁신적인 신약개발 아이템으로 부각되면서 이를 활용한 신약개발 움직임이 활발한 가운데 화장품 소재 전문 기업 알엔에스(대표이사 김청택)가 AI기술을 활용해 기능성 원료인 ‘Line-V(주름개선)’, ‘Melatein-X(미백)’ 2종을 개발했다.

 

화장품 신원료 개발 과정에 AI기술을 접목하면 선도물질의 탐색, 문헌정보, 특허정보, 유전자정보 등 다양한 자료를 신속하게 분석할 수 있다.

 

AI 기술을 이용한 화장품 신원료는 먼저 문헌검색을 이용한 후보물질(기지의 효능 물질 발굴)을 탐색하고 AI를 이용한 신규 활성물질 도출(활성작용기를 포함하는 물질), 다양한 유도체화합물을 합성해 물질구조, 효능 상관성 분석(Structure, Activity Relatioship analysis, SAR analysis)으로 효능의 검증, 안전성과 안정성 평가와 임상평가를 통해 개발된다.

 

알엔에스는 이 같은 과정을 거쳐 주름개선에 효과적인 기능성 원료인 ‘Line-V’와 미백 원료 ‘Melatein-X’를 개발했다고 밝혔다.

 

■ 주름개선 기능성 원료 ‘Line-V’

 

피부 주름은 노화의 대표적인 증상 중 하나이나 최근 산업화에 따른 환경오염물질의 증가로 젊은 시절부터 빠른 속도로 진행되고 있다. 이에 주름생성의 예방과 개선 등의 피부관리가 젊은 시절부터 요구되고 있다.

 

피부 주름개선용 기능성 화장품에 가장 보편적으로 사용되는 성분 중에는 레티놀(Retinol)이 있다. 레티놀은 주름개선, 미백, 피부재생, 자외선에 의한 피부 손상 감소, 여드름 개선 등 다양한 효과를 발휘한다. 그러나 피부자극을 유발하고 빛, 열, 산소 등에 매우 불안정해 레티놀 함유 화장품의 사용과 보관에 세심한 주의가 요구된다.

 

업계에서는 그동안 레티놀의 불안정성을 해결하기 위해 레티놀 안정화 유도체를 제조하거나 레티놀 캡슐레이션화 원료가 개발돼 사용돼 왔다. 다만, 레티놀 유도체는 레티놀에 비해 효능이 약하고 레티놀 캡슐레이션 원료는 레티놀의 분해속도를 늦출 뿐 원천적으로 레티놀의 분해를 막을 수 없다는 것이 단점으로 지적됐다.

 

알엔에스는 “레티놀의 주름개선 효능은 유지하고 불안정성은 제거된 신규 주름개선 물질을 개발하기 위해 레티놀을 대상으로 AI를 활용해 신규 주름개선 화합물 ETMC를 개발했다”며, “ETMC의 제품화를 위해 천연물 유래 화합물 라이브러리를 검색한 결과 ETMC는 원지(polygala tenuifolia) 추출물의 구성물질임을 확인했다”고 설명했다.

 

이후 알엔에스는 ETMC의 제품개발을 위해 NACATM 기술을 적용해 추출, 분획, 크로마토그래피를 순차적으로 수행해 일반적인 원지추출물 대비 100배 이상의 ETMC를 함유하는 고기능성 원지추출물을 개발해 Line-V로 명명했다.

 

AI를 이용한 Line-V 개발 프로세스

 

 

Line-V는 주름개선 효능(콜라겐합성능, 콜라게나제 합성억제능), 항염효능과 주름개선 임상효능 평가에서 우수한 성과를 보였다.

 

# 콜라겐합성능

 

콜라겐합성능 평가 결과 Line-V는 0.25~4.0%의 농도에서 콜라겐합성양이 11~26% 증가했다.

 

 

# 자외선 조사에 의한 콜라게나제 합성억제능

 

자외선 조사에 의한 콜라겐분해효소인 collagenase 생성억제능 평가실험에서 Line-V는 0.5~4.0%의 농도에서 49~59%의 콜라게나제 생성억제능을 보였다.

 

 

# 항염증 효과

 

Line-V는 염증 유발물질 NO(nitric oxide)의 생성 억제능 평가 결과, 0.25~0.5%의 농도에서 14~41%의 NO 생성 억제능을 보였다. 이 외에도 항산화효능을 발휘했다.

 

 

# 주름개선 임상평가

 

알엔에스는 1% Line-V 함유 크림을 제조해 대한피부과학연구소를 통해 성인남녀 23명을 대상으로 주름개선 임상시험을 실시했다. 임상 평가 결과, Line-V 함유 크림은 도포 2주 후부터 대조군 대비 유의한 수준의 주름개선 효능을 발휘했으며 도포 8주 후 27% 이상의 주름개선효능을 발휘했다. 또 시험기간 중 중도탈락자가 없는 것으로부터 Line-V는 매우 안전한 원료임을 확인했다.

 

 

이에 알엔에스는 Line-V와 ETMC가 향후 레티놀을 대체하는 신물질 주름개선 원료로 발전 가능할 것으로 기대하고 있다.

 

■ 피부 미백 기능성 원료 'Melatein X'

 

알엔에스가 ‘Line-V’와 함께 선보인 ‘Melatein X’는 피부 미백과 관련한 기능성 원료이다. 개구릿대(Angelica anomala) 유래의 Anomalin은 알부틴 대비 50배 이상의 멜라닌 생성억제 효능을 발휘하지만 난용성 물질로서 화장품업계에서 거의 활용되지 못했다.

 

알엔에스는 Anomalin을 대상으로 AI기술을 활용해 멜라닌 생성억제 효능을 발휘하는 작용기(functional group)를 도출, 다양한 유도체화합물을 합성해 멜라닌 생성 억제능을 평가했다. 그 결과 멜라닌 생성 관련 유전자의 발현을 억제하는 등 우수한 멜라닌 생성 억제능이 확인된 1,2-cyclohexanedion bis-ethylhexanoate를 Melatein-X로 명명했다.

 

Melatein-X는 98% 이상의 1,2-cyclohexanedion bis- ethylhexanoate를 함유하는 무색의 유용성 물질로 제품 적용성과 안정성이 우수한 액상의 에스터오일이다.

 

AI를 이용한 Melatein-X의 개발 프로세스

 

 

알엔에스에 따르면, Melatein-X는 멜라닌 생성 억제효능, 멜라닌 생성 억제의 작용기전과 미백임상평가에서 우수한 멜라닌 생성 억제 효과가 확인됐다.

 

# Melatein-X 멜라닌 생성 억제능 평가

 

 

B16 멜라노마 세포를 이용한 멜라닌 생성 억제능평가 결과, Melatein-X는 알부틴 대비 50배 이상의 멜라닌 생성 억제 효과를 보였으며 tyrosinase의 활성억제 효과는 없었다. 멜라닌 생성 억제 평가에서 Melatein-X는 안전지수(독성농도/효능농도)가 매우 높아 안전한 물질임을 확인했다.

 

# Melatein-X 멜라닌 생성 억제 작용기전

 

Western blot을 이용한 멜라닌 생성 기전 평가 결과, Melatein-X는 멜라닌 생성 관련 유전자(p-CREB, p-MITF, tyrosinase, TRP1, TRP2)의 발현을 농도의존적으로 억제했다.

 

 

# Melatein-X 미백 임상평가

 

1% Melatein-X를 적용한 크림을 이용해 미백 임상평가를 수행한 결과, Melatein-X 처리 샘플은 자외선 조사에 의해 멜라닌이 과량 생성된 흑화된 피부를 대조군과 비교해 도포 4주 후 피부 밝기(L)가 1.4배 개선됐다. 미백 임상평가 결과, Melatein-X는 자외선에 의한 멜라닌 생성 억제 효과가 우수함을 확인할 수 있었다.