Umělá inteligence (AI) je široké pole, které zahrnuje mnoho různých podtypů, od aplikací schopných psát poezii po algoritmy, jež snadno odhalí vzory, jež by člověk těžko zachytil. V poslední době hrála modelování AI významnou roli ve zlepšování výzkumu Alzheimerovy choroby. Výzkumníci na Kalifornské univerzitě v San Diegu (UC San Diego) využili AI k odhalení, že gen běžně označovaný jako marker Alzheimerovy choroby, může být také příčinou. Tento objev zdůrazňuje hlavní výzvu v výzkumu Alzheimerovy choroby: rozlišit změny způsobené samotnou nemocí od těch, které ji skutečně spouštějí. Předmětem studie byl enzym nazývaný fosfoglycerát dehydrogenáza (PHGDH) a gen, který ho kóduje. Předchozí výzkum týmu ukázal, že tento gen je u lidí s rychle se vyvíjející Alzheimerovou chorobou aktivnější. Co však nebylo jasné, byl mechanismus za tímto vztahem. Pomocí AI modelovali vědci trojrozměrnou strukturu enzymu PHGDH do větší podrobnosti, čímž odhalili dříve neznámou funkci: zdá se, že tento enzym přepíná jiná specifická geny zapínat a vypínat. Další výzkumy ukázaly, že PHGDH interaguje se dvěma geny uvnitř astrocytů – mozkových buněk podílejících se na podpoře neuronů – a to způsoby, které narušují schopnost mozku zvládat zánět a odstraňovat odpadní látky. Výzkumníci věří, že tato interakce může představovat klíčový bod zvratu, který spouští Alzheimerovu chorobu, a vysvětluje tak spojení mezi PHGDH a touto nemocí. „Tento objev skutečně vyžadoval nejmodernější AI k přesnému určení trojrozměrné struktury enzymu, “ poznamenal Sheng Zhong, bioinženýr na UC San Diego. Následně se tým zaměřil na vývoj metod částečné inhibice PHGDH.

Ideální by bylo, kdyby lék blokoval jeho aktivitu při regulaci genů v astrocytech, při zachování jeho základních enzymatických funkcí. Identifikovali molekulu nazvanou NCT-503, která tyto požadavky splňuje. Opět byla využita AI k analýze struktury NCT-503 a jeho interakce s PHGDH. Zdá se, že NCT-503 se váže na specifickou kapsu v enzymu PHGDH a zabraňuje jeho neoprávněným změnám genové aktivace. Ačkoliv bude trvat ještě dlouhou dobu, než bude možné na základě tohoto objevu vyvinout lék na Alzheimerovu chorobu, počáteční výzkumy ukazují, že léčiva odvozená od NCT-503 dokážou efektivně regulovat aktivitu PHGDH u myší modelů této nemoci. Myši ošetřené touto molekulou vykázaly zlepšený výkon v testech paměti a úzkosti. „Nyní je k dispozici terapeutický kandidát s prokázanou účinností, který představuje naději na další klinický rozvoj, “ řekl Zhong. „Mohou vzniknout naprosto nové třídy malých molekul, které mohou být využity při budoucích terapiích. “ Důležité je, že NCT-503 je schopen prostoupit krevní-mozkovou bariéru a doručit se k neuronům a jejich přidruženým buňkám, čímž se zvyšuje potenciální dopad tohoto výzkumu. Léky založené na NCT-503 by také mohly být podávány perorálně. I když rozluštění složitosti Alzheimerovy choroby – včetně různých přispívajících faktorů od environmentálních výzev po dědičnou genetiku – zůstává pomalým procesem, každá nová studie nás přibližuje k účinným léčbám a lepšímu zvládání této nemoci. „Bohužel, možnosti léčby Alzheimerovy choroby zatím zůstávají velmi omezené, “ reflektoval Zhong. „V současnosti jsou reakce na léčbu vzdálené optimu. “