O platformă AI descoperă noi ținte moleculare pentru boala Alzheimer
Un studiu revoluționar publicat în „Alzheimer’s & Dementia” evidențiază legăturile esențiale între axa NAD⁺-mitofagie și neurodegenerare.
Insilico Medicine, o companie biotehnologică aflată în stadiul clinic și bazată pe inteligența artificială generativă, a anunțat publicarea unui studiu de referință în „Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association”. În colaborare strânsă cu cercetători de la Universitatea din Oslo și Spitalul Universitar Akershus, echipa a folosit platforma proprie de biologie AI, PandaOmics, alături de validări experimentale extinse pentru a descoperi noi ținte moleculare pentru boala Alzheimer și alte condiții neurodegenerative.
Cercetarea oferă dovezi convingătoare că disfuncția axei NAD⁺-mitofagie joacă un rol central atât în îmbătrânirea sănătoasă a creierului, cât și în neurodegenerare. Prin examinarea datelor umane la scară largă, echipa a demonstrat că intervențiile care modifică metabolismul mitocondrial au un potențial profund pentru diagnosticarea și tratamentul declinului cognitiv legat de vârstă.
„Rezultatele noastre demonstrează puterea combinării datelor umane cu inteligența artificială și validarea experimentală riguroasă, oferind noi direcții pentru dezvoltarea biomarkerilor și intervențiilor viitoare în cazul bolii Alzheimer”, a declarat Dr. Sofie Lautrup.
Descoperirea de medicamente pentru bolile neurodegenerative s-a confruntat istoric cu provocări severe. Căutând o soluție, echipa internațională de cercetare a examinat genele implicate în funcția mitocondrială și metabolismul NAD⁺ în 12 regiuni cerebrale sănătoase, precum și în lichidul cefalorahidian și sânge. Aceștia au comparat modelele de exprimare a genelor în timpul îmbătrânirii sănătoase cu patru mari boli neurodegenerative: boala Alzheimer, boala Parkinson, boala Huntington și scleroza laterală amiotrofică (ALS).
Analiza a relevat că schimbările moleculare răspândite în aceste căi sunt deja prezente în stadiile incipiente ale progresiei bolii. În mod notabil, în bolile Alzheimer și Parkinson, mai multe dintre aceste schimbări au putut fi detectate în probele de sânge, indicând un potențial imens ca biomarkeri timpurii bazați pe sânge.
Pentru a traduce aceste descoperiri în aplicații terapeutice, platforma de descoperire a țintelor bazată pe AI, PandaOmics, a fost utilizată pentru a evalua peste 100 de gene candidate implicate în căile NAD⁺ și mitofagie. Această analiză a prioritizat cinci ținte terapeutice potențiale pentru boala Alzheimer: ULK1, OPA1, LAMP2, MFN1 și ATP6V0E1.
Pentru a verifica predicțiile AI, țintele prioritizate au fost evaluate în modele preclinice, inclusiv C. elegans, o linie celulară umană cu mutații Tau și neuroni corticale derivați din celule stem iPSC APOE4/4. Modificarea funcțională a acestor gene țintă a alterat direct patologia bolii. În special, activarea OPA1 a crescut viabilitatea celulară și a diminuat semnificativ fosforilarea Tau în neuronii corticali APOE4/4. Pe de altă parte, reducerea expresiei principalilor mediatori ai mitofagiei, cum ar fi MFN1 și LAMP2, a agravat agregarea Tau, subliniind rolul critic al controlului calității mitocondriale în suprimarea neurodegenerării.
Acest studiu demonstrează din nou modul în care platforma noastră de biologie AI poate debloca rapid noi posibilități în domenii complexe precum neuroștiința. Prin unirea capacităților noastre computaționale cu expertiza în biologia moleculară a laboratorului lui Evandro Fei Fang, reușim să traducem algoritmi de vârf în candidați terapeutici tangibili și strategii de biomarkeri.
