A mesterséges intelligencia (MI) egy széleskörű terület, amely számos különböző alszektort foglal magában, kezdve az olyan alkalmazásoktól, amelyek költészetet írnak, egészen az olyan algoritmusokig, amelyek könnyen észreveszik a mintákat, amelyek az emberi szemnek gyakran elszokottak. Nemrégiben az MI-modellezés jelentős szerepet játszott az Alzheimer-kór kutatásának előrehaladásában. A Kaliforniai Egyetem San Diego-i (UC San Diego) kutatói MI-t használtak annak kiderítésére, hogy egy, az Alzheimer-kór markerként azonosított gén lehet-e egyben kiváltó ok is. Ez a felfedezés aláhúzza az Alzheimer-kutatás egyik fő kihívását: megkülönböztetni azokat a változásokat, amelyeket a betegség okoz, és azokat, amelyek ténylegesen kiváltják azt. A vizsgálat középpontjában egy enzim, a foszfoglicerát-dehidrogenáz (PHGDH), és annak kódoló génje állt. A csapat korábbi kutatásai kimutatták, hogy ez a gén hajlamosabb az aktívabb működésre olyan egyénekben, akiknél gyorsan progresszív Alzheimer-kór alakul ki. Azonban nem volt egyértelmű, hogy mi állhat ennek a kapcsolatnak a hátterében. MI segítségével a kutatók háromdimenziós szerkezetben modellezték a PHGDH enzim részleteit, felfedve egy eddig ismeretlen funkciót: úgy tűnik, hogy az enzim más specifikus géneket kapcsol ki és be. További vizsgálatok bebizonyították, hogy a PHGDH két génnel lép kölcsönhatásba az astrocitákban – az agyi sejteken, amelyek a neuronok támogatásáért felelősek –, oly módon, ami megzavarja az agy gyulladáskezelését és a hulladék eltávolítását. A kutatók úgy vélik, hogy ez az interakció lehet egy kritikus fordulópont, ami kiváltja az Alzheimer-kórt, és így magyarázatot ad a PHGDH és a betegség közötti összefüggésre. „Ez a felfedezés valóban a legkorszerűbb MI-t kívánta, hogy pontosan meghatározzuk az enzim 3D-s szerkezetét, ” hangsúlyozza Sheng Zhong, a UC San Diego bioengineering szakembere. Ezután a csapat módszereket kívánt kidolgozni a PHGDH részleges gátlására.

Ideális esetben egy gyógyszer blokkolná a PHGDH génszabályozó működését az astrocitákban, miközben megőrizné annak alapvető enzimatikus funkcióit. Egy NCT-503 nevű molekulát azonosítottak, amely megfelel ezeknek a kritériumoknak. Ismét MI modellezést alkalmaztak az NCT-503 szerkezetének és a PHGDH-hoz való kötődésének elemzésére. Úgy tűnik, hogy az NCT-503 egy speciális zárónyílásban kötődik a PHGDH-hoz, megakadályozva az engedély nélküli gén kapcsolgatását. Bár még sok idő szükséges ahhoz, hogy ezen felfedezés alapján Alzheimer-kór elleni gyógyszert fejlesszenek ki, az első kutatások kimutatták, hogy az NCT-503-ből származó kezelések hatékonyan szabályozzák a PHGDH aktivitását egérmodelleken, amelyekben a betegség tüneteit vizsgálták. Az egérkísérletekben az adott molekulával kezelt állatok jobban teljesítettek a memória- és szorongásvizsgálatokban. „Most már van egy terápiás jelölt, amely hatékonyságával bizonyított, és ígéretes lehet további klinikai fejlesztések számára, ” mondja Zhong. „Teljesen új kis molekulacsoportok is felhasználhatók lehetnek a jövőben a gyógyászatban. ” Fontos megemlíteni, hogy az NCT-503 képes átlépni az agykéreg vér-agy gátját, így elérve a neuronokat és azok kapcsolódó sejteket, növelve ezzel a kutatás potenciális hatását. Az NCT-503-alkalmazású gyógyszerek könnyen szedhetők szájon át is. Bár az Alzheimer-kór összetettségének feltárása – beleértve a környezeti tényezőket és az öröklött genetikai hajlamokat is – továbbra is lassú folyamat, minden új kutatás közelebb visz minket a hatékony kezelésekhez és a betegség jobb megértéséhez. „Sajnos az Alzheimer-kór kezelési lehetőségei még nagyon korlátozottak, ” reflektál Zhong. „Jelenleg a terápiás válaszok messze vannak az optimálistól. ”