Umetna inteligencia (UI) je široko področje, ki vključuje mnogo različnih podtipov, od aplikacij, sposobnih pisati poezijo, do algoritmov, ki razkrivajo vzorce, ki jih ljudje pogosto spregledajo. V zadnjem času je modeliranje z uporabo UI pomembno prispevalo k napredku raziskav Alzheimerjeve bolezni. Raziskovalci z Univerviewnosti Kalifornije v San Diegu (UC San Diego) so uporabili UI, da bi odkrili, da je gen, ki se pogosto označuje kot marker Alzheimerjeve bolezni, lahko tudi vzročni dejavnik. To odkritje poudarja glavni izziv v raziskavah Alzheimerjeve bolezni: razlikovanje sprememb, ki jih povzroči bolezen, od tistih, ki jo dejansko sprožijo. Osredotočili so se na encim, imenovan fosfoglicerat dehidrogenaza (PHGDH), in gen, ki ga kodira. Predhodne raziskave ekipe so pokazale, da je ta gen bolj aktiven pri osebkih z hitro napredujočo Alzheimerjevo boleznijo. Vendar pa ni bilo jasno, kako ta povezava deluje. S pomočjo UI so raziskovalci natančneje modelirali tridimenzionalno strukturo encima PHGDH in odkrili doslej nepoznano funkcijo: zdi se, da encim aktivira ali izključuje določene gene. Daljše preiskave so pokazale, da PHGDH sodeluje z dvema genoma znotraj astrocitov – celic v možganih, ki podpirajo nevrone – in da ta interakcija moti sposobnost možganov za obvladovanje vnetij in odstranjevanje odpadkov. Ti raziskovalci verjamejo, da je ta interakcija lahko kritična prelomnica, ki sproži Alzheimerjevo bolezen, in tako pojasnjuje povezavo med PHGDH in boleznijo. “To odkritje je res zahtevalo najnaprednejšo UI, da je bilo mogoče natančno določiti 3D strukturo encima, ” pravi Sheng Zhong, bioinženir z UC San Diego. Nato je ekipa poskušala razviti načine za delno zaviranje delovanja PHGDH.

Idealno bi bilo, da bi zdravilo blokiralo gen-počitno delovanje PHGDH v astrocitih, obenem pa ohranilo njegovo osnovno encimatsko funkcijo. Identificirali so molekulo z imenom NCT-503, ki izpolnjuje te pogoje. Spet je bila uporabljena UI za analizo strukture NCT-503 in njegovega stika s PHGDH. Zdi se, da se NCT-503 veže na določeno mesto v PHGDH in tako preprečuje njegove nepooblaščene aktivnosti pri spreminjanju genov. Čeprav je potrebno še veliko časa, da se na podlagi tega odkritja razvije zdravilo za Alzheimerjevo bolezen, so začetne študije pokazale, da so zdravljenja, ki temeljijo na NCT-503, učinkovito regulirala aktivnost PHGDH pri mišjih modelih bolezni. Miši, ki so prejeli molekulo, so pokazale izboljšano zmogljivost pri testih spomina in tesnobe. “Sedaj imamo kandidat za zdravljenje z dokazano učinkovitostjo, ki obeta nadaljnji razvoj v kliničnih preizkušnjah, ” pravi Zhong. “Lahko bi nastale povsem nove skupine majhnih molekul, ki bi jih bilo mogoče uporabiti za prihodnja zdravljenja. ” Pomembno je, da NCT-503 lahko prečka krvno-možgansko pregrado in doseže nevronov ter njihovih celic, kar povečuje potencialni vpliv tega raziskovanja. Zdravila na osnovi NCT-503 bi se lahko tudi dajala peroralno. Čeprav razpletanje kompleksnosti Alzheimerjeve bolezni – vključno z različnimi dejavniki od okoljskih izzivov do dednih genetskih značilnosti – ostaja počasen proces, vsak nov študij prinaša bližje iskanju učinkovitih zdravil in boljšem upravljanju te bolezni. ”Na žalost so možnosti zdravljenja Alzheimerjeve bolezni še vedno zelo omejene, ” razmišlja Zhong. “Trenutno so odgovori na zdravljenje daleč od optimalnih. ”