Tehisintellekt (TI) on laiendatud valdkond, mis hõlmab paljusid erinevaid alaliike, alates rakendustest, mis suudavad kirjutada luuletusi, kuni algoritmideni, mis tuvastavad mustreid, mida inimesed sageli märkavad kergesti. Viimasel ajal on AI-modelleerimine mänginud oluliselt rolli Alzheimeri tõve uuringute edendamisel. Kliinikuteadlased California osariigi San Diego ülikoolist (UC San Diego) kasutasid tehisintellekti, et tõestada, et geneetiline marker, mida sageli seostatakse Alzheimeri tõvega, võib olla ka haiguse põhjustaja. See avastus toob esile suure väljakutse Alzheimeri uurimisel: eristada haiguse põhjustatud muutused nendest, mis tegelikult seda käivitavad. Selle uuringu keskmes oli ensüüm nimega fosfoglüseraat dehüdrogenaas (PHGDH) ja selle kodeeriv geen. Eelnevad uuringud näitasid, et see geen on sageli aktiivsem inimestel, kelle Alzheimeri progresseerumine on kiire. Kuid oli teadmata, milline mehhanism seda seost selgitab. Tehisintellekti abil modelleerisid teadlased PHGDH ensüümiime kolm-dimensioonilist struktuuri ning avastasid enne teadmata funktsiooni: see näib lülitavat ja lülitavat teisi spetsiifilisi geene. Edasised uuringud näitasid, et PHGDH suhtleb kahe geeniga astrotsüütides—ajurakkudes, mis osalevad neuronite toetamisel—viisil, mis häirib aju võimet käsitleda põletikku ja eemaldada jääkained. Teadlased usuvad, et see mõjuvõtt võib olla kriitiline pöördemoment, mis alustab Alzheimeri tõbe, selgitades seost PHGDH ja haiguse vahel. „See leid jällegi nõudis tipptasemel tehisintellekti, et täpselt määratleda ensüümi 3D-struktuur, ” märgib UC San Diego bioinsener Sheng Zhong. Seejärel pööras meeskond tähelepanu meetodite väljatöötamisele, kuidas osaliselt inhibeerida PHGDH-d.

Ideaalne oleks ravim, mis blokaab PHGDH geenisüsteemi regulatsiooni astrotsüütides, kaitstes samal ajal selle olulist ensümaatilist funktsiooni. Nad tuvastasid ühendi nimega NCT-503, mis vastab sellele kriteeriumile. Tehisintellekti abil analüüsiti uuesti NCT-503 struktuuri ning selle suhet PHGDH-ga. Tundub, et NCT-503 seondub PHGDH spetsiifilisse taskusse, takistades selle volitamata geenisüsteemi käivitamist. Kuigi selle leidmise põhjal Alzheimeri tõve ravimite väljatöötamine võtab palju aega, on esialgsed uurimused näidanud, et NCT-503-d sisaldavad ravimeetodid võivad tõhusalt reguleerida PHGDH aktiivsust hiiremudelitel, kellel on haiguse sümptomid. Molekuli saanud hiired näitasid paranemist mälus ja ärevushäirete testides. „Nüüd on olemas ravivõimalus, mille tõhusust on tõestatud ja mis annab lootust edasiseks kliiniliseks arenduseks, ” ütleb Zhong. „Võib tekkida täiesti uued väikelahustid klassid, mida saab tulevikus kasutada terapeutilistel eesmärkidel. ” Oluline on, et NCT-503 suudab ületada vereraja-ära ja jõuda neuroniteni ning nende seotud rakkudeni, suurendades selle uurimistöö potentsiaalset mõju. Nende ravimeetodite kasutamiseks oleks võimalik ka suukaudne ravi. Kuigi Alzheimeri tõve keerukuse mõistmine – sealhulgas erinevad mõjutegurid alates keskkonnast ja pärilikkusest – on aeglane, iga uus uuring aitab meil jõuda tõhusamate ravivõimaluste ja parema haiguse juhtimiseni. „Kahjuks on Alzheimeri tõve ravivõimalused endiselt väga piiratud, ” arvab Zhong. „Praegu on ravivastused kaugel optimaalsetest. ”