Akili bandia (AI) ni uwanja mpana unaojumuisha aina tofauti za chini, kuanzia programu zinazoweza kuandika mashairi hadi algorithms zinazogundua mitindo kwa urahisi zaidi kuliko binadamu. Hivi karibuni, uundaji wa modeli za AI umekuwa na jukumu muhimu katika kukuza utafiti wa ugonjwa wa Alzheimer. Watafiti kutoka Chuo Kikuu cha California, San Diego (UC San Diego) walitumia AI kubaini kwamba jeni ambalo kwa kawaida hujulikana kama alama ya Alzheimer linaweza pia kuwa sababu inayosababisha ugonjwa huo. Ugunduzi huu unaonyesha changamoto kuu katika utafiti wa Alzheimer: kutofautisha mabadiliko yanayosababishwa na ugonjwa huo na mabadiliko yanayosababisha ugonjwa huo kweli. Mwenendo wa utafiti huu ulikuwa ni enzyme iitwayo phosphoglycerate dehydrogenase (PHGDH) na jeni linaloliandikia. Utafiti wa awali wa timu hiyo ulikuwa umeonyesha kuwa jeni hili linakuwa na shughuli zaidi kwa watu wenye maendeleo ya haraka ya Alzheimer. Hata hivyo, kilichokuwa hakijulikani ni namna mbinu inayosababisha uhusiano huu. Kupitia AI, watafiti walimodela muundo wa enzyme ya PHGDH kwa undani mkubwa wa tatu-dimensional, wakibaini jukumu ambalo halijawahi kujulikana awali: inavyoonekana, hugeuza jeni fulani zima kuwashwa na kuzimwa. Uchunguzi zaidi ulibaini kuwa PHGDH huingiliana na jeni mbili ndani ya astrocytes—cell zinazounda ubongo zinazosaidia neurons—kwa njia zinazoharibu uwezo wa ubongo kudhibiti uvimbe na kusafisha taka. Watafiti wanaamini kuwa mwingiliano huu unaweza kuwa ni hatua muhimu inay pelekekea kuanza kwa Alzheimer, kuelezea uhusiano kati ya PHGDH na ugonjwa huu. “Ugunduzi huu ulikuwa unahitaji AI ya hali ya juu kuwabaini kwa usahihi muundo wa enzyme wa 3D, ” anasema Sheng Zhong, mhandisi wa biolojia wa UC San Diego. Baadaye, timu hiyo ilitafuta kuendeleza njia za kuzuia kwa sehemu PHGDH.

Lengo lilikuwa ni dawa kuzuia shughuli za jeni la PHGDH kwenye astrocytes, huku ikihifadhi kazi zake za kipekee za enzymatic. Walikubaliana na molekuli inayoitwa NCT-503 inayokidhi vigezo hivi. Uundaji wa modeli wa AI ulitumika tena kuchambua muundo wa NCT-503 na jinsi inavyoshirikiana na PHGDH. Inavyoonekana, NCT-503 huunganisha kwenye shimo maalum ndani ya PHGDH, ikizuia hatua zake za kugeuza jeni bila idhini. Ingawa itachukua muda mrefu kabla ya dawa kwa Alzheimer kuweza kuundwa kutokana na ugunduzi huu, utafiti wa awali umeonyesha kuwa matibabu yanayotokana na NCT-503 yanaweza kudhibiti kwa ufanisi shughuli za PHGDH katika mifano ya panya wenye ugonjwa huu. Panya waliotibiwa na molekuli hii walionyesha maboresho katika utendaji wa kumbukumbu na mitihani inayohusiana na wasiwasi. “Sasa kuna mgombea wa tiba aliyeonyeshwa kuwa na ufanisi na ahadi ya kuendelezwa zaidi kitaalamu, ” anasema Zhong. “Linaweza kuwa na makundi mapya kabisa ya molekuli ndogo yanayoweza kutumika kwa matibabu ya baadaye. ” Kwa muhimu zaidi, NCT-503 ina uwezo wa kuvuka kizuizi cha damu ubongoni kufikia seli za neurons na seli zinazoshirika nazo, kunza kuongeza madhara makubwa ya utafiti huu. Dawa zinazotokana na NCT-503 pia zinaweza kuletwa kwa njia ya mdomo. Ingawa kufumbua ugumu wa ugonjwa wa Alzheimer—pamoja na mambo ya mazingira hadi urithi wa kijeni—kunaendelea kuwa mchakato wa polepole, kila utafiti mpya unatufikisha karibu zaidi na matibabu bora na usimamizi wa ugonjwa huu. “Kwa bahati mbaya, chaguo za matibabu kwa ugonjwa wa Alzheimer bado ni mdogo sana, ” anasisitiza Zhong. “Kwa sasa, majibu ya matibabu yako mbali na kiwango bora. ”