Inteligența artificială (AI) este un domeniu larg care include multe subtipuri diferite, de la aplicații capabile să scrie poezie până la algoritmi care detectează modele ușor de omis de către oameni. Recent, modelarea AI a jucat un rol semnificativ în avansarea unui studiu despre boala Alzheimer. Cercetători de la Universitatea California, San Diego (UC San Diego) au folosit AI pentru a descoperi că o genă frecvent identificată ca un marker al Alzheimerului ar putea fi, de asemenea, un factor cauzal. Această descoperire subliniază o provocare majoră în cercetarea Alzheimerului: diferențierea între schimbările cauzate de boală și cele care o declanșează efectiv. Scopul acestui studiu a fost o enzimă numită fosfoglicerato dehidrogenază (PHGDH) și gena care o codifică. Cercetările anterioare ale echipei arătaseră că această genă este mai activă la indivizii cu Alzheimer în progres rapid. Totuși, ceea ce era neclar era mecanismul din spatele acestei legături. Folosind AI, cercetătorii au modelat structura tridimensională a enzimei PHGDH în detaliu, descoperind o funcție anterior necunoscută: se pare că aceasta activează sau dezactivează alte gene specifice. Investigații ulterioare au demonstrat că PHGDH interacționează cu doi ADN în interiorul astrocitelor—celulele cerebrale implicate în susținerea neuronilor—în moduri care perturbă capacitatea creierului de a gestiona inflamația și de a elimina deșeurile. Cercetătorii cred că această interacțiune poate reprezenta un moment critic de declanșare a Alzheimerului, explicând legătura dintre PHGDH și boală. „Această descoperire a necesitat cu adevărat inteligență artificială de ultimă generație pentru a determina exact structura 3D a enzimei, ” afirmă Sheng Zhong, bioinginer la UC San Diego. Ulterior, echipa a căutat să dezvolte metode de a inhiba parțial PHGDH.

Ideal ar fi fost ca un medicament să blocheze activitatea sa de reglare a genelor în astrocite, păstrând în același timp funcțiile sale esențiale de enzimă. Au identificat o moleculă numită NCT-503 care îndeplinește aceste criterii. Modelarea AI a fost din nou folosită pentru a analiza structura NCT-503 și modul în care interacționează cu PHGDH. Se pare că NCT-503 se leagă de un buzunar specific din PHGDH, împiedicând acțiunile sale neautorizate de comutare a genelor. Deși va dura mult timp până la dezvoltarea unui medicament pentru Alzheimer bazat pe această descoperire, cercetările inițiale au arătat că tratamentele derive din NCT-503 pot regla eficient activitatea PHGDH în modele de șoareci cu boala. Șoarecii tratați cu molecula au prezentat performanțe mai bune în testele de memorie și anxietate. „Acum avem un candidat terapeutic cu eficacitate demonstrată care promite dezvoltări clinice suplimentare, ” afirmă Zhong. „Pot exista cu totul alte clase de molecule mici ce pot fi valorificate pentru tratamente viitoare. ” Este important de menționat că NCT-503 poate traversa bariera hemato-encefalică pentru a ajunge la neuronii și celulele asociate, ceea ce sporește potențialul impact al acestei cercetări. Medicamentele bazate pe NCT-503 ar putea fi, de asemenea, administrate pe cale orală. Deși descifrarea complexității bolii Alzheimer—inclusiv factorii care o contribuie din mediul înconjurător până la genetica ereditară—rămâne un proces lent, fiecare nou studiu ne apropie mai mult de tratamente eficiente și de o gestionare mai bună a afecțiunii. „Din păcate, opțiunile de tratament pentru boala Alzheimer rămân foarte limitate, ” reflectă Zhong. „În prezent, răspunsurile la tratament sunt departe de a fi optime. ”