L'intelligenza artificiale (AI) è un campo vasto che comprende molti sottotipi diversi, dai programmi capaci di scrivere poesia agli algoritmi che individuano schemi facilmente sfuggenti all'occhio umano. Recentemente, la modellazione AI ha svolto un ruolo importante nel progresso di uno studio sulla malattia di Alzheimer. I ricercatori dell'Università della California, San Diego (UC San Diego) hanno utilizzato l'AI per scoprire che un gene comunemente identificato come un marker dell'Alzheimer potrebbe essere anche un fattore causale. Questa scoperta sottolinea una grande sfida nella ricerca sull'Alzheimer: distinguere i cambiamenti causati dalla malattia da quelli che effettivamente la scatenano. Il focus dello studio era un enzima chiamato fosfoglicerato deidrogenasi (PHGDH) e il gene che lo codifica. Ricerche precedenti del team avevano mostrato che questo gene tende a essere più attivo nelle persone con Alzheimer che progredisce rapidamente. Tuttavia, ciò che non era chiaro era il meccanismo dietro questa connessione. Utilizzando l'AI, i ricercatori hanno modellato la struttura tridimensionale dell'enzima PHGDH in modo più dettagliato, rivelando una funzione fino a quel momento sconosciuta: sembra possa attivare e disattivare altri geni specifici. Ulteriori indagini hanno dimostrato che PHGDH interagisce con due geni all’interno degli astrociti — le cellule cerebrali coinvolte nel supporto dei neuroni — in modi che disturbano la capacità del cervello di gestire l’infiammazione e di eliminare i rifiuti. I ricercatori credono che questa interazione possa rappresentare un punto critico di svolta che avvia l’Alzheimer, spiegando il collegamento tra PHGDH e la malattia. “Questa scoperta ha davvero richiesto l’uso di AI all’avanguardia per determinare con precisione la struttura 3D dell’enzima, ” osserva Sheng Zhong, bioingegnere di UC San Diego. Successivamente, il team ha cercato di sviluppare metodi per inibire parzialmente PHGDH.

Idealmente, un farmaco dovrebbe bloccare l’attività di regolazione genica di PHGDH negli astrociti, preservandone le funzioni enzimatiche essenziali. Hanno identificato una molecola chiamata NCT-503 che risponde a questi criteri. Anche in questo caso, è stata impiegata la modellazione AI per analizzare la struttura di NCT-503 e il suo modo di interagire con PHGDH. Sembrerebbe che NCT-503 si leghi a unome specifica in PHGDH, impedendone le azioni di accensione e spegnimento dei geni non autorizzate. Benchè ci vorrà molto tempo prima che un farmaco per l’Alzheimer possa essere sviluppato sulla base di questa scoperta, le ricerche preliminari hanno mostrato che trattamenti derivati da NCT-503 sono in grado di regolare efficacemente l’attività di PHGDH in modelli murini della malattia. I topi trattati con la molecola hanno mostrato miglioramenti nelle performance di memoria e nei test di ansia. “Ora abbiamo un candidato terapeutico con efficacia dimostrata che promette uno sviluppo clinico futuro, ” afferma Zhong. “Potrebbero emergere intere nuove classi di piccole molecole che potranno essere sfruttate per future terapie. ” Importante, NCT-503 è in grado di attraversare la barriera emato-encefalica per raggiungere i neuroni e le cellule collegate, aumentando il potenziale impatto di questa ricerca. I farmaci basati su NCT-503 potrebbero anche essere somministrati per via orale. Mentre svelare la complessità della malattia di Alzheimer — che coinvolge fattori ambientali, genetici ereditari e altri ancora — rimane un processo lento, ogni nuovo studio ci avvicina a trattamenti efficaci e a una migliore gestione della condizione. “Sfortunatamente, le opzioni di trattamento per l’Alzheimer sono ancora molto limitate, ” riflette Zhong. “Al momento, le risposte terapeutiche sono lontane dall’essere ottimali. ”