Biology를 엔지니어링하다.

Andreessen Horowitz의 General Partner인 Vijay Pande는 VC firm에 합류하기 전에 스탠포드 대학교에서 20년 간 교수로 재직하였으며 현재는 회사의 bio fund를 총괄하고 있습니다. 영상에서 Vijay는 현재 헬스케어 산업에서 어떻게 biology의 여러 영역을 엔지니어링하고 있는지 알려줍니다.

Key Takeaways

  • AI와 같은 도구의 발달로 복잡한 biology에 대한 연구가 empiricism(discovery science)에서 engineering(design)으로 변하고 있음
  • 이러한 변화는 1) cell, human behavior, healthcare system scale에서 보이고 있으며 2) 본질적인 측면에서는 aging을 타겟으로 연구를 한다는 점에서 달라지고 있음
  • Andreessen Horowitz가 투자한 다양한 bio스타트업은 산업의 변화를 이끌고 있음

Biology is Complex

Biology의 예로 위의 단순화한 인간의 대사작용의 한 부분을 biological circuit에 비유하여 설명하고 있으며 이는 여러 생화학 반응들로 구성되어 있고 electronic circuit과 비슷하게 작동함.

단순화하였음에도 불구하고 위의 과정들은 매우 복잡함. 

잘 알려져 있듯이 현재 AI를 사용하여 이미지를 인식하는 연구가 활발함. 이 뿐만 아니라 헬스케어에서는 Andreessen Horowitz가 투자한 Freenome이라는 회사의 경우, 채혈한 피의 데이터와 딥러닝 기술을 이용하여 환자의 암을 detect 하고 있음.

인간이 사용할 수 있는 도구인 AI의 발달로 biology에 대한 이해나 활용이 예전보다 광범위해짐. 

기존 Colorectal cancer PSA test는 50%의 정확성을 가지고 있지만 Freenome의 결과는 무려 90%를 상회함.

Apple watch와 같이 wearable cardiogram의 atrial fibrillation 검사 결과는 97% accuracy를 기록함. Apple watch의 경우 기존의 EKG와 같은 하드웨어와 많이 달라서 많은 사람들이 결과 값이 좋지 못할 것이라 예상했지만 나중에 확인해보니 하드웨어보다는 소프트웨어(AI + gold standard dataset)가 중요한 것을 알아내었음.

엔지니어링(design)과 Empiricism(discovery science)은 다름.

Scales of Engineering Biology

Biology를 엔지니어링 하는 것은 크고(healthcare system), 작은(cell) scale에서 진행되고 있으며 산업 본질적(premise of healthcare)인 측면에서도 변화가 진행되고 있음.

Cells

EDA(Electonic Design Automation) tool을 이용해서 coding → design → testing의 과정을 거쳐 electronic circuit을 만드는 것 처럼 MIT bioengineer(Andreessen Horowitz가 투자한 Asimov 소속)들은 Cello라는 소프트웨어를 개발해서 biochemical circuit을 만들었음.

Electronic circuit과 마찬가지로  biochemical circuit 또한 Verilog 언어를 사용해서 coding하고 design과 testing과정을 거치며 EDA tool 처럼 자체 소프트웨어가 accuracy를 예측할 수 있음(90%).

Cell은 protein factory이기 때문에 biochemical circuit을 통해 cell을 엔지니어링 할 수 있는 것은 매우 중요함(현재 가장 많이 팔리는 10개의 약 중 7개는 protein drugs이며 Genentech의 경우 proten synthesis에 연 $ 2B 가량 비용 지불).

Human Behavior

PTSD, anxiety, depression, type 2 diabetes와 같은 behavioral disease의 경우 여러 요인들이 복합적으로 작용함. 이러한 경우 약을 사용해서 질환을 관리/치료하는 것이 최선의 방법이 아닐 수 있음. 

Metformin(diabetes)의 경우 환자에게 부작용들이 생겼고 placebo에 비해서 제한적인 유효성을 보였음.

Andreessen Horowitz 가 투자한 Omada의 경우 toxicity와 같은 부작용은 없으면서 Metformin보다 더 좋은 유효성 결과를 보여주는 behavioral therapy(digital therapeutic)로 질환을 치료하는 회사임. Google이 수시로 iteration을 통해서 검색엔진 결과를 개선하듯이 Omada 또한 매주 마다 a/b testing iteration을 통해서 치료효과를 향상 시킴. 이는 매주 마다 RCT(randomized controlled trial)을 진행하는 것과 같으며 drug로는 이와 같은 방법을 사용할 수 없음.

Healthcare System

역사적으로 healthcare system은 ideal하게 design 된 것이 아니라 시대의 요구에 맞춰서 evolve된 것이며 이로 인하여 현재는 매년 $ 45B의 돈이 낭비되고 있음.

Andreessen Horowitz가 투자한 Patientping의 경우 헬스케어 내 여러 stakeholder에게 필요한 정보들을  coordination하고 있음. 이 회사는 환자에게 필요한 최적화된 의료 정보를 message나 ping을 통해서 보내고 이러한 정보는 payer나 provider에게도 공유되는 과정을 거치면서 무의미한 비용지출을 줄일 수 있음. 또한 누적되는 데이터셋을 이용해서 새로운 앱들을 만들 수 있음.

Premise of Healthcare

많은 질환들이 노년기에 급증하고 있기 때문에 aging을 지연시켜서 발생할 수 있는 질환에 대비하는 방법을 찾는 연구가 활발함.

Mice와 같은 동물을 연구하는 그룹에서는 젊은 mice에서 채취한 혈액이 부상당한 늙은 mice를 빠르게 회복시킬 수 있음을 확인함.

그렇다고 HBO 시리즈 Silicon Valley의 blood boy episode의 사례(억만장자가 건강한 청년의 피를 수시로 헌혈받음)를 확대해서 수 백만명의 젊은 사람들 혈액을 채취해서 노인들에게 사용하는 것은 여러가지 면에서 좋지 않은 방법이라 생각한다고 함.

대신 Andreessen Horowitz가 투자한 BioAge처럼 machine learning을 이용해서 regeneration을 유도하는 혈액의 성분을 찾아내는 방법이 더 좋다고 판단함.