Kecerdasan buatan (AI) adalah bidang luas yang mencakup banyak subtipe berbeda, mulai dari aplikasi yang mampu menulis puisi hingga algoritma yang dengan mudah mendeteksi pola yang sering terlewatkan oleh manusia. Baru-baru ini, pemodelan AI telah memainkan peran penting dalam memajukan studi tentang penyakit Alzheimer. Para peneliti di University of California, San Diego (UC San Diego) memanfaatkan AI untuk mengungkap bahwa sebuah gen yang umumnya diidentifikasi sebagai penanda Alzheimer mungkin juga menjadi faktor penyebab. Penemuan ini menyoroti tantangan besar dalam penelitian Alzheimer: membedakan perubahan yang disebabkan oleh penyakit dari perubahan yang benar-benar memicunya. Fokus dari studi ini adalah enzim bernama phosphoglycerate dehydrogenase (PHGDH) dan gen yang mengkodekannya. Penelitian sebelumnya oleh tim menunjukkan bahwa gen ini cenderung lebih aktif pada individu dengan Alzheimer yang berkembang pesat. Namun, yang belum jelas adalah mekanisme di balik hubungan ini. Dengan menggunakan AI, para peneliti memodelkan struktur tiga dimensi dari enzim PHGDH secara lebih rinci, mengungkapkan fungsi yang sebelumnya tidak diketahui: tampaknya enzim ini dapat menghidupkan dan mematikan gen lainnya secara spesifik. Investigasi lebih lanjut menunjukkan bahwa PHGDH berinteraksi dengan dua gen di dalam astrosit—sel otak yang berperan dalam mendukung neuron—dengan cara yang mengganggu kapasitas otak untuk mengelola peradangan dan membersihkan limbah. Para peneliti percaya bahwa interaksi ini mungkin menjadi titik penting yang memicu Alzheimer, menjelaskan kaitan antara PHGDH dan penyakit ini. “Penemuan ini sangat membutuhkan kecerdasan buatan tercanggih untuk menentukan struktur 3D enzim secara tepat, ” kata Sheng Zhong, seorang bioengineer di UC San Diego. Selanjutnya, tim berusaha mengembangkan metode untuk sebagian menghambat PHGDH.

Idealnya, sebuah obat akan memblokir aktivitas pengaturan gen dari PHGDH di astrosit, sambil mempertahankan fungsi enzimatik pentingnya. Mereka mengidentifikasi sebuah molekul bernama NCT-503 yang memenuhi kriteria ini. Pemodelan AI kembali digunakan untuk menganalisis struktur NCT-503 dan interaksinya dengan PHGDH. Tampaknya, NCT-503 mengikat ke sebuah saku khusus di PHGDH, mencegah aksi pengaturan gen yang tidak sah dari enzim tersebut. Meskipun dibutuhkan waktu yang cukup lama sebelum obat untuk Alzheimer dapat dikembangkan berdasarkan temuan ini, penelitian awal menunjukkan bahwa pengobatan yang berasal dari NCT-503 dapat secara efektif mengatur aktivitas PHGDH pada model tikus yang mengalami penyakit ini. Tikus yang diobati dengan molekul ini menunjukkan peningkatan performa dalam tes memori dan kecemasan. “Sekarang ada kandidat terapeutik dengan efektivitas yang terbukti yang menjanjikan pengembangan klinis lebih lanjut, ” kata Zhong. “Ada kemungkinan munculnya kelas baru molekul kecil yang dapat dimanfaatkan untuk terapi di masa depan. ” Yang penting, NCT-503 mampu menembus blood-brain barrier untuk mencapai neuron dan sel terkait lainnya, meningkatkan potensi dampak dari penelitian ini. Obat berbasis NCT-503 juga dapat diberikan secara oral. Walaupun mengungkap kompleksitas penyakit Alzheimer—termasuk berbagai faktor penyebab dari tantangan lingkungan hingga genetika yang diturunkan—masih memakan waktu lama, setiap studi baru membawa kita lebih dekat ke pengobatan yang efektif dan pengelolaan kondisi yang lebih baik. “Sayangnya, pilihan pengobatan untuk penyakit Alzheimer tetap sangat terbatas, ” refleksi Zhong. “Saat ini, respon pengobatan masih jauh dari optimal. ”