Mākslīgais intelekts (MI) ir plaša nozare, kas ietver daudz dažādu apakšnozaru — no lietotnēm, kas spēj rakstīt dzeju, līdz algoritmiem, kas viegli pamanīt modeļus, kurus cilvēki bieži nepamanītu. Nesen MI modelēšana ir spēlējusi nozīmīgu lomu Alcheimera slimības pētījumā. Kopētnieki no Kalifornijas Universitātes San Diego (UC San Diego) izmantoja MI, lai atklātu, ka gēns, bieži uzskatīts par Alcheimera markieri, varētu būt arī cēlonis. Šis atklājums uzsver galveno izaicinājumu Alcheimera pētījumos: atšķirt slimības izraisītās izmaiņas no tām izmaiņām, kas faktiski to liek sākt. Šīs pētījuma uzmanības centrā bija enzīms saukts par fosfoglukerāta dehidrogenāzi (PHGDH) un gēns, kas to kodē. Iepriekšējās komandas pētījumos bija pierādīts, ka šis gēns ir aktīvāks cilvēkiem ar strauji attīstīgošu Alcheimera slimību. Tomēr nebija skaidrs, kāds ir šīs saistības mehānisms. Izmantojot MI, pētnieki modelēja PHGDH enzīma trīsdimensiju struktūru sīkāk, atklājot iepriekš nezināmu funkciju: tas, šķiet, aktivizē un deaktivizē citus specifiskus gēnus. Papildus pētījumi parādīja, ka PHGDH mijiedarbojas ar diviem gēniem astrocytos — smadzeņu šūnās, kas iesaistītas neironu atbalstā, — veidos, kas traucē smadzeņu spēju pārvaldīt iekaisumu un attīrīt atkritumus. Pētnieki uzskata, ka šī mijiedarbība varētu būt kritisks pagrieziena punkts, kas izraisa Alcheimera slimības sākumu, izskaidrojot saistību starp PHGDH un slimību. „Šis atklājums patiešām prasīja modernas MI, lai precīzi noteiktu enzīma 3D struktūru, ” norāda Sheng Zhong, bioinženieris UC San Diego. Vēlāk komanda centās izstrādāt metodes, kā daļēji inhibēt PHGDH.

Ideālā gadījumā zāles bloķētu PHGDH gēna regulēšanas aktivitāti astrocytos, bet saglabātu tā svarīgās enzīma funkcijas. Viņi identificēja molekulu NCT-503, kas atbilst šiem kritērijiem. Atkārtoti tika izmantota MI modeļa analīze NCT-503 struktūrai un tā darbībai ar PHGDH. Izrādās, ka NCT-503 sasaistās ar konkrētu kabatlieti PHGDH, novēršot tā nepiemērotu gēnu izslēgšanas funkciju. Lai gan vēl ir nepieciešams pietiekami ilgs laiks, lai izstrādātu zāles Alcheimera ārstēšanai balstoties uz šo atklājumu, sākotnējie pētījumi rāda, ka NCT-503 lietošanas gadījumos zāles var efektīvi regulēt PHGDH aktivitāti peleņu modeļos, kas ir slimības modeļi. Mājputni, kuri saņēma šo molekulu, uzrādīja uzlabojumus atmiņas un trauksmes testos. „Tagad ir pieejams terapeitiskais kandidāts ar pierādītu efektivitāti, kas pavēra ceļu tālākiem klīniskajiem pētījumiem, ” teic Zhong. „Varētu būt pilnīgi jaunas maza molekula klases, kuras varēs izmantot nākotnes terapijās. ” Svarīgi ir tas, ka NCT-503 spēj pārvarēt smadzeņu barjeru, sasniedzot neironus un to saistītās šūnas, tādējādi palielinot šīs pētījumu nozīmi. Zāles, kuru pamatā ir NCT-503, varētu tikt lietotas arī iekšķīgi. Lai gan Alcheimera slimības sarežģītības atklāšana — ieskaitot dažādus ar apkārtējo vidi un ģenētiku saistītus faktorus — prasa ilgu laiku, katrs jauns pētījums tuvojas efektīvai ārstēšanai un slimības pārvaldībai. „Diemžēl ārstēšanas iespējas Alcheimera gadījumā joprojām ir ļoti ierobežotas, ” saka Zhong. „Pašlaik ārstēšanas reakcijas ir tālu no ideālām. ”