La intel·ligència artificial (IA) és un camp ampli que inclou moltes subtipus diferents, des d'aplicacions capaces d'escriure poesia fins a algoritmes que detecten patrons fàcilment passats per alt pel humans. Recentment, la modelització amb IA ha jugat un paper important en l'avançament d'un estudi sobre la malaltia d'Alzheimer. Investigadors de la Universitat de Califòrnia, San Diego (UC San Diego) van utilitzar IA per descobrir que un gen sovint identificat com a marcador de l'Alzheimer podria també ser un factor causant. Aquesta descoberta subratlla un gran repte en la investigació de l'Alzheimer: distingir els canvis causats per la malaltia dels que realment la desencadenen. El focus d’aquest estudi era una enzima anomenada fosfoglicerato deshidrogenasa (PHGDH) i el gen que l'encadena. Investigacions prèvies de l'equip havien demostrat que aquest gen tendeix a estar més actiu en persones amb Alzheimer que avança ràpidament. No obstant això, el que no estava clar era el mecanisme darrere d’aquesta connexió. Utilitzant IA, els investigadors van modelar amb més detall l'estructura tridimensional de l’enzima PHGDH, descobrint una funció prèviament desconeguda: sembla que pot activar o desactivar altres gens específics. Investigar més a fons va demostrar que PHGDH interactua amb dos gens dins d'astrocitess—cèl·lules cerebrals que donen suport a les neurones—en maneres que interrompen la capacitat del cervell per gestionar la inflamació i eliminar residus. Els investigadors creuen que aquesta interacció podria ser un punt crític de gir que inicia l’Alzheimer, explicant així l’enllaç entre PHGDH i la malaltia. “Aquesta troballa realment requeria una IA d’última generació per determinar amb precisió l’estructura 3D de l’enzima, ” destaca Sheng Zhong, bioenginyer de UC San Diego. Posteriorment, l’equip va buscar desenvolupar mètodes per inhibir parcialment el PHGDH.

Idealment, un medicament bloquejaria l’activitat de regulació genètica del PHGDH en les astrocitess, mentre preserva les seves funcions enzymàtiques essencials. Van identificar una molècula anomenada NCT-503 que compleix aquests criteris. Una altra vegada, es va utilitzar IA per analitzar l’estructura del NCT-503 i la seva interacció amb el PHGDH. Sembla que el NCT-503 s’enllaça en una forquilla específica del PHGDH, evitant que pugui activar o desactivar altres gens de manera no autoritzada. Tot i que passarà encara temps abans que un fàrmac per a l’Alzheimer pugui desenvolupar-se basant-se en aquest descobriment, les investigacions inicials han demostrat que els tractaments derivats del NCT-503 poden regular eficaçment l’activitat del PHGDH en models de ratolí de la malaltia. Els ratolins tractats amb aquesta molècula van mostrar una millora en el rendiment en proves de memòria i d’ansietat. “Ara hi ha un candidat terapèutic amb una eficàcia demostrada que ofereix esperança per a més desenvolupament clínic, ” afirma Zhong. “Podria sorgir una nova categoria de petites molècules que es puguin aprofitar per a futurs tractaments. ” És important destacar que el NCT-503 és capaç de creuar la barrera hematoencèfalica per arribar a les neurones i les cèl·lules relacionades, millorant així l’impacte potencial d’aquesta recerca. Els medicaments basats en NCT-503 també podrien administrar-se per via oral. Tot i que desxifrar la complexitat de la malaltia d’Alzheimer—incloent els diferents factors que hi contribueixen des dels desafiaments ambientals fins a la genètica heretada—segueix sent un procés lent, cada nou estudi ens apropa més a tractaments efectius i a una millor gestió de la condició. “Per desgràcia, les opcions de tractament per a l’Alzheimer encara són molt limitades, ” reflexiona Zhong. “Actualment, les respostes terapèutiques són ben lluny de ser òptimes. ”