Yapay zeka (YZ), şiir yazabilen uygulamalardan insanların kolayca fark edemediği desenleri tespit eden algoritmalara kadar birçok farklı alt türü içeren geniş bir alandır. Son zamanlarda, YZ modelleri, Alzheimer hastalığıyla ilgili yapılan araştırmalarda önemli bir rol oynamıştır. Kaliforniya Üniversitesi, San Diego (UC San Diego) araştırmacıları, YZ kullanarak yaygın şekilde Alzheimer belirtisi olarak tanımlanan bir genin aynı zamanda hastalığın nedeni olabileceğine dair bir bulgu keşfetmişlerdir. Bu keşif, Alzheimer araştırmalarında büyük bir zorluğu ortaya koymaktadır: hastalığın neden olduğu değişiklikleri hastalığın tetikleyen değişikliklerden ayırt etmek. Bu çalışmanın odak noktası, phosphoglycerate dehydrogenase (PHGDH) adlı enzim ve onu kodlayan gen olmuştur. Ekibin önceki araştırmaları, bu genin hızla ilerleyen Alzheimer hastalarında daha aktif olduğunu göstermiştir. Ancak, bu bağlantının arkasındaki mekanizma belirsizdi. YZ kullanılarak, araştırmacılar PHGDH enziminin üç boyutlu yapısını daha detaylı modellemiş ve daha önce bilinmeyen bir fonksiyonunu ortaya çıkarmıştır: bu enzim, diğer belirli genleri açıp kapatmak gibi bir görevi olabiliyor. Daha fazla araştırma, PHGDH’nin, beyin hücreleri olan astrocytlerdeki iki genle etkileşime girerek, beynin iltihap ve atık temizleme kapasitesini bozduğunu göstermiştir. Araştırmacılar bu etkileşimin, Alzheimer’ı tetikleyen kritik bir dönüm noktası olabileceğine ve PHGDH ile hastalık arasındaki bağlantıyı açıklayabileceğine inanıyorlar. “Bu keşif, enzimin üç boyutlu yapısını kesin olarak belirlemek için en gelişmiş YZ teknolojilerinin kullanılmasıyla mümkün oldu, ” diyor UC San Diego'dan bir biyomühendis olan Sheng Zhong. Takip eden aşamada, ekip PHGDH’yi kısmen engellemenin yollarını geliştirmeye çalıştı.

İdeal olan, bir ilacın, astrocytlerdeki gen düzenleme aktivitesini engellerken, enzimin temel fonksiyonlarını koruyacak şekilde tasarlanmasıydı. Bunlar arasında, NCT-503 adlı bir molekül belirlendi ve bu veya benzeri bir ilacın, PHGDH’yi hedef alarak onun izinsiz gen değiştirme faaliyetlerini durduracağı tahmin edildi. YZ modelleri tekrar kullanılarak, NCT-503’ün yapısı ve PHGDH ile etkileşimi analiz edildi. Görünüşe göre, NCT-503, PHGDH’ün belirli bir bölgesine bağlanarak, onun yetkisiz gen değiştirme işlemini engelliyor. Bu bulgular temel alınarak Alzheimer hastalığı için bir ilacın geliştirilmesi zaman alacak olsa da, ilk araştırmalar NCT-503’ün tüylü fare modellerinde PHGDH aktivitesini etkin biçimde düzenlediğini göstermiştir. Molekülle tedavi edilen fareler, hafıza ve kaygı testi performanslarında gelişme göstermiştir. “Artık, klinik geliştirmeye yönelik umut vaat eden, etkinliği kanıtlanmış bir tedavi adayımız var, ” diyor Zhong. “Gelecekte yeni küçük molekül sınıfları, çeşitli terapötik çözümler olarak kullanılabilir. ” Özellikle, NCT-503 kan-beyin bariyerini aşabilme yeteneği sayesinde, nöronlara ve ilgili hücrelere ulaşma kapasitesi artmıştır, bu da araştırmanın potansiyel etkisini güçlendiriyor. NCT-503 bazlı ilaçlar ağız yoluyla da alınabilir. Alzheimer hastalığının karmaşık yapısını, çevresel faktörlerden kalıtsal genetik özelliklere kadar çözmek zaman alırken, her yeni çalışma, etkili tedavi ve hastalık yönetimine bir adım daha yaklaştırmaktadır. “Maalesef, Alzheimer hastalığı için tedavi seçenekleri oldukça sınırlı, ” diyor Zhong. “Şu anda, tedavi yanıtları çok ideal değil. ”