Umelá inteligencia (UI) je široké pole, ktoré zahŕňa mnoho rôznych podtypov, od aplikácií schopných písania poézie po algoritmy, ktoré dokážu ľahko odhaliť vzory, ktoré si ľudia nevšimnú. Nedávno zohrala modelovanie UI významnú úlohu v pokroku štúdie Alzheimerovej choroby. Výskumníci na University of California, San Diego (UC San Diego) využili UI na odhalenie toho, že gen bežne identifikovaný ako marker Alzheimerovej choroby, môže byť tiež príčinou jej vzniku. Tento objav zdôrazňuje hlavnú výzvu vo výskume Alzheimerovej choroby: odlíšiť zmeny spôsobené chorobou od tých, ktoré ju skutočne spúšťajú. Predmetom tejto štúdie bola enzým nazývaný fosfoglycerát dehydrogenáza (PHGDH) a gén, ktorý ho kóduje. Predchádzajúci výskum tímu ukázal, že tento gén býva u osôb s rýchlo postupujúcim Alzheimerom aktívnejší. Avšak, nebolo jasné, aký je mechanizmus za touto spojitosťou. Pomocou UI modelovali výskumníci trojrozmernú štruktúru enzýmu PHGDH vo väčšej miere detailov, čím odhalili doteraz nepoznanú funkciu: zdá sa, že tento enzým prepína iné konkrétne gény zapínaním a vypínaním. Ďalšie skúmanie ukázalo, že PHGDH interaguje s dvoma génmi v astrocytoch — mozgových bunkách zúčastňujúcich sa na podpore neurónov — spôsobom, ktorý narušuje schopnosť mozgu zvládať zápal a odstraňovať odpadové látky. Výskumníci veria, že táto interakcia môže predstavovať kľúčový bod zvratu, ktorý spúšťa Alzheimerovu chorobu, čím vysvetľuje spojitosť medzi PHGDH a chorobou. „Tento objav naozaj vyžadoval najmodernejšiu UI na presné určenie 3D štruktúry enzýmu, “ uvádza Sheng Zhong, bioinžinier na UC San Diego. Následne sa tím snažil vyvinúť metódy na čiastočné potlačenie aktivity PHGDH.

Ideálny liek by blokoval schopnosť PHGDH regulovať gény v astrocytoch, pričom by zachoval jeho základné enzymatické funkcie. Identifikovali molekulu nazývanú NCT-503, ktorá splňuje tieto požiadavky. Opäť bola využitá UI na analýzu štruktúry NCT-503 a jeho interakcie s PHGDH. Zdá sa, že NCT-503 sa viaže na špecifickú kapsu v enzýme PHGDH, čím zabraňuje jeho neoprávneným gendržacím aktivitám. Hoci bude trvať ešte podstatný čas, kým bude na základe týchto zistení vyvinutý liek na Alzheimerovu chorobu, počiatočný výskum ukázal, že liečebné látky odvodené od NCT-503 môžu účinne regulovať aktivitu PHGDH v myších modeloch choroby. Myši liečené touto molekulou dosiahli lepší výkon v pamäťových a úzkostných testoch. „Teraz máme terapeutického kandidáta s preukázanou účinnosťou, ktorý sľubuje ďalší klinický rozvoj, “ hovorí Zhong. „Môžu vzniknúť úplne nové triedy malých molekúl, ktoré budú využiteľné pre budúce terapeutiká. “ Dôležité je, že NCT-503 je schopný prelomiť krv-mozgovú bariéru a dosiahnuť neuróny a ich sprievodné bunky, čím sa zvyšuje potenciálny dosah tohto výskumu. Lieky založené na NCT-503 by tiež mohli byť podávané perorálne. Hoci odhalenie zložitosti Alzheimerovej choroby — vrátane rôznych faktorov od environmentálnych výziev po dedičnú genetiku — pokračuje pomalým tempom, každá nová štúdia nás približuje k efektívnym liečbam a lepšiemu zvládaniu tohto stavu. „Bohužiaľ, možnosti liečby Alzheimerovej choroby zostávajú veľmi obmedzené, “ hovorí Zhong. „V súčasnosti sú reakcie na liečbu značne vzdialené od ideálu. “