Kecerdasan Buatan (AI) adalah bidang luas yang merangkumi pelbagai subjenis, dari aplikasi yang mampu menghasilkan puisi hingga algoritma yang mudah mengesan pola yang sering terlepas pandang oleh manusia. Baru-baru ini, pemodelan AI memainkan peranan penting dalam memajukan kajian penyakit Alzheimer. Pengkaji dari Universiti California, San Diego (UC San Diego) menggunakan AI untuk mendedahkan bahawa satu gen yang biasa dikenalpasti sebagai penanda Alzheimer juga mungkin merupakan faktor penyebab. Penemuan ini menegaskan cabaran utama dalam penyelidikan Alzheimer: membezakan perubahan yang disebabkan oleh penyakit daripada perubahan yang sebenarnya mencetuskan penyakit tersebut. Fokus kajian ini adalah enzim yang dipanggil fosfoglicerate dehidrogenase (PHGDH) dan gen yang mengkodekannya. Penyelidikan sebelum ini oleh pasukan menunjukkan bahawa gen ini cenderung lebih aktif dalam individu yang mengalami progresi Alzheimer yang cepat. Namun, yang masih tidak jelas adalah mekanisme di sebalik hubungan ini. Dengan menggunakan AI, pengkaji memodelkan struktur tiga dimensi enzim PHGDH dengan lebih terperinci, mendedahkan satu fungsi yang sebelum ini tidak diketahui: ia nampaknya menukar on dan off gen-gen tertentu yang lain. Siasatan lanjut menunjukkan bahawa PHGDH berinteraksi dengan dua gen di dalam astrosit—sel-sel otak yang terlibat dalam menyokong neuron—dengan cara yang mengganggu keupayaan otak mengurus keradangan dan membersihkan sisa. Pengkaji percaya bahawa interaksi ini mungkin mewakili titik tipping point yang kritikal yang memulakan Alzheimer, menerangkan kaitan antara PHGDH dan penyakit tersebut. “Penemuan ini benar-benar memerlukan AI terkini untuk menentukan struktur 3D enzim dengan tepat, ” kata Sheng Zhong, seorang bioengineering dari UC San Diego. Seterusnya, pasukan berusaha membangunkan kaedah untuk sebahagiannya menghalang PHGDH.

Secara ideal, satu ubat akan menyekat aktiviti pengatur gen PHGDH dalam astrosit, sambil mengekalkan fungsi enzimatik pentingnya. Mereka mengenal pasti satu molekul bernama NCT-503 yang memenuhi kriteria ini. Pemodelan AI sekali lagi digunakan untuk menganalisis struktur NCT-503 dan interaksinya dengan PHGDH. Nampaknya, NCT-503 mengikat kepada satu poket tertentu dalam PHGDH, mencegah tindakan menukar gen yang tidak dibenar. Walaupun ia akan mengambil masa yang agak panjang sebelum ubat untuk Alzheimer dapat dibangunkan berasaskan penemuan ini, penyelidikan awal menunjukkan bahawa rawatan yang berasal dari NCT-503 dapat mengawal aktiviti PHGDH dengan berkesan dalam model tikus yang mengalami penyakit tersebut. Tikus yang dirawat dengan molekul ini menunjukkan peningkatan prestasi dalam ujian memori dan kebimbangan. “Sekarang terdapat calon terapi yang terbukti berkesan dan menjanjikan untuk pembangunan klinikal selanjutnya, ” kata Zhong. “Ada kemungkinan kelas baharu molekul kecil yang boleh digunakan untuk terapeutik di masa hadapan. ” Yang penting, NCT-503 mampu melintasi halangan darah-otak untuk mencapai neuron dan sel yang berkaitan, meningkatkan potensi impak kajian ini. Ubat berasaskan NCT-503 juga boleh diberikan secara oral. Walaupun menyelami kerumitan penyakit Alzheimer—termasuk pelbagai faktor penyumbang dari cabaran alam sekitar hingga genetik diwarisi—masih merupakan proses yang perlahan, setiap kajian baharu membawa kita lebih hampir kepada rawatan yang berkesan dan pengurusan kondisi yang lebih baik. “Malangnya, pilihan rawatan untuk penyakit Alzheimer masih sangat terhad, ” refleksi Zhong. “Pada masa ini, tindak balas rawatan jauh dari optimum. ”