Inteligência artificial (IA) é um campo amplo que inclui muitos subtipos diferentes, desde aplicativos capazes de escrever poesia até algoritmos que detectam padrões facilmente ignorados pelos humanos. Recentemente, a modelagem de IA desempenhou um papel importante no avanço de um estudo sobre a doença de Alzheimer. Pesquisadores da Universidade da Califórnia, San Diego (UC San Diego) utilizaram IA para descobrir que um gene comumente identificado como um marcador de Alzheimer também pode ser um fator causador. Essa descoberta reforça um grande desafio na pesquisa sobre Alzheimer: distinguir as mudanças causadas pela doença das mudanças que realmente a desencadeiam. O foco deste estudo foi uma enzima chamada fosfoglicerato dehidrogenase (PHGDH) e o gene que a codifica. Pesquisas anteriores da equipe haviam mostrado que esse gene tende a ser mais ativo em indivíduos com Alzheimer de evolução rápida. No entanto, o que ainda não era claro era o mecanismo por trás dessa ligação. Usando IA, os pesquisadores modelaram a estrutura tridimensional da enzima PHGDH com mais detalhes, revelando uma função até então desconhecida: ela parece ativar e desativar outros genes específicos. Investigações posteriores demonstraram que a PHGDH interage com dois genes dentro de astrócitos – células cerebrais envolvidas no suporte aos neurônios – de maneiras que prejudicam a capacidade do cérebro de controlar a inflamação e eliminar resíduos. Os pesquisadores acreditam que essa interação pode representar um ponto crítico que inicia o Alzheimer, explicando a relação entre a PHGDH e a doença. “Essa descoberta realmente exigiu IA de ponta para determinar com precisão a estrutura tridimensional da enzima”, observa Sheng Zhong, bioengenheiro na UC San Diego. Em seguida, a equipe buscou desenvolver métodos para inibir parcialmente a PHGDH.

Idealmente, um medicamento bloquearia a atividade de regulação gênica da PHGDH nos astrócitos, preservando suas funções enzimáticas essenciais. Eles identificaram uma molécula chamada NCT-503 que atende a esses critérios. Novamente, a modelagem de IA foi empregada para analisar a estrutura do NCT-503 e sua interação com a PHGDH. Parece que o NCT-503 se liga a um compartimento específico na enzima, impedindo suas ações não autorizadas de mudança de genes. Embora leve tempo até que um medicamento contra o Alzheimer seja desenvolvido com base nessa descoberta, pesquisas iniciais mostram que tratamentos derivados do NCT-503 podemRegular a atividade da PHGDH em modelos de camundongos com a doença. Os ratos tratados com a molécula apresentaram melhor desempenho em testes de memória e ansiedade. “Agora há uma candidata a terapia com eficácia demonstrada que tem potencial para desenvolvimento clínico futuro”, afirma Zhong. “Podem surgir novas classes de moléculas pequenas que possam ser utilizadas em futuros tratamentos. ” Importante ressaltar que o NCT-503 é capaz de atravessar a barreira hematoencefálica para alcançar os neurônios e suas células associadas, aumentando o impacto potencial desta pesquisa. Medicações à base de NCT-503 também poderiam ser administradas por via oral. Embora desvendar a complexidade da doença de Alzheimer – abrangendo fatores contribuintes que vão desde desafios ambientais até a genética herdada – continue sendo um processo lento, cada novo estudo nos aproxima de tratamentos eficazes e de melhores formas de gerenciamento da condição. “Infelizmente, as opções de tratamento para a doença de Alzheimer continuam muito limitadas”, reflete Zhong. “Atualmente, as respostas aos tratamentos estão longe do ideal. ”