الذكاء الاصطناعي (AI) هو مجال واسع يشمل العديد من الأنواع الفرعية المختلفة، تتراوح بين تطبيقات قادرة على كتابة الشعر وخوارزميات تكشف عن أنماط غالبًا ما يغفل عنها الإنسان. مؤخرًا، لعب نمذجة الذكاء الاصطناعي دورًا مهمًا في تقدم دراسة حول مرض الزهايمر. استخدم الباحثون في جامعة كاليفورنيا، سان دييغو (UC سان دييغو)، الذكاء الاصطناعي للكشف عن أن جينًا يُعرف عادةً كمؤشر على مرض الزهايمر قد يكون أيضًا سببًا في ظهوره. تؤكد هذه الاكتشاف على تحدٍ رئيسي في أبحاث الزهايمر: تمييز التغيرات الناتجة عن المرض عن التغيرات التي تسببت فيه بالفعل. تركزت الدراسة على إنزيم يسمى فوسفوجليسرات ديهيدروجيناز (PHGDH) والجين القائم عليه. أظهرت أبحاث سابقة للفريق أن هذا الجين يكون أكثر نشاطًا في الأشخاص الذين يتقدم مرض الزهايمر بسرعة لديهم. لكن، ما كان غير واضح هو الآلية التي تربط بينهما. باستخدام الذكاء الاصطناعي، نمذج الباحثون الهيكل ثلاثي الأبعاد لإنزيم PHGDH بشكل أكثر تفصيلًا، كاشفين عن وظيفة كانت غير معروفة سابقًا: يبدو أنه يقلب تشغيل وإيقاف جينات أخرى محددة. أظهرت التحقيقات الإضافية أن PHGDH يتفاعل مع جينين داخل الخلايا النجمية في الدماغ—وهي خلايا تساعد على دعم الخلايا العصبية—بطريقة تعطل قدرة الدماغ على إدارة الالتهابات وإزالة الفضلات. يعتقد الباحثون أن هذا التفاعل قد يمثل نقطة تحوّل حاسمة تبتدئ مرض الزهايمر، موضحين الرابط بين PHGDH والمرض. يقول شينغ جونغ، مهندس بيولوجي في UC سان دييغو: "هذه الاكتشافات تطلبت استخدام أحدث تقنيات الذكاء الاصطناعي لتحديد الهيكل الثلاثي الأبعاد للإنزيم بدقة. " بعد ذلك، حاول الفريق تطوير طرق لتقييد نشاط PHGDH جزئيًا.

يهدف ذلك إلى تصميم دواء يمنع نشاط الجين الخاص به في الخلايا النجمية، مع الحفاظ على وظائفه الإنزيمية الأساسية. حددوا جزيئًا يُسمى NCT-503 يفي بهذه المعايير. مرة أخرى، استُخدم الذكاء الاصطناعي لتحليل هيكل NCT-503 وتفاعله مع PHGDH. يبدو أن NCT-503 يربط بقعة محددة في الإنزيم، مما يمنع حركاته غير المصرح بها في تحويل الجينات. على الرغم من أن الأمر سيستغرق وقتًا كبيرًا قبل تطوير دواء لمرض الزهايمر استنادًا إلى هذه النتائج، إلا أن الأبحاث الأولية أظهرت أن العلاجات المشتقة من NCT-503 يمكن أن تنظم بشكل فعال نشاط PHGDH في نماذج الفئران من المرض. وقد أظهرت الفئران المعالجة بهذا الجزيء أداءً محسّنًا في اختبارات الذاكرة والقلق. يقول جونغ: "الآن هناك مرشح علاج أظهر فعالية، ويعد بإمكانية التطوير السريري لاحقًا. " "وقد تظهر فئة جديدة تمامًا من الجزيئات الصغيرة التي يمكن استغلالها للعلاجات المستقبلية. " ومن المهم أن NCT-503 قادر على عبور الحاجز الدموي الدماغي للوصول إلى الخلايا العصبية وخلاياها المرتبطة، مما يعزز من إمكانيات تأثير هذا البحث. كما يمكن إعطاء الأدوية التي تعتمد على NCT-503 عن طريق الفم. على الرغم من أن فك رموز تعقيد مرض الزهايمر—بما يشمل العوامل البيئية والجينات الموروثة—لا يزال عملية بطيئة، إلا أن كل دراسة جديدة تقربنا خطوة من علاجات فعالة وإدارة أفضل للحالة. يختتم جونغ بقوله: "للأسف، خيارات العلاج لمرض الزهايمر لا تزال محدودة جدًا. حاليًا، استجابات العلاج بعيدة عن المثالية. "