KI entdeckt Ursache von Alzheimer und könnte eine Behandlung finden

Künstliche Intelligenz (KI), eine Technologie, die heute in vielen Bereichen – vom Verfassen von Gedichten bis zum Erkennen komplexer Muster – eingesetzt wird, hat gerade in einer großen Studie zur Alzheimer-Krankheit eine Schlüsselrolle gespielt. Bei der von Wissenschaftlern der University of California, San Diego (UC San Diego) durchgeführten Arbeit wurde mithilfe künstlicher Intelligenz ein Gen identifiziert, das nicht nur ein Marker ist, sondern möglicherweise auch die direkte Ursache der Krankheit darstellt.

Im Mittelpunkt der Studie stand ein Enzym namens Phosphoglycerat-Dehydrogenase (PHGDH) und das Gen, das es kodiert. Zuvor hatten Forscher festgestellt, dass PHGDH bei Menschen mit schnell fortschreitender Alzheimer-Krankheit aktiver war. Der Zusammenhang zwischen PHGDH und Alzheimer bleibt jedoch unklar.

Durch den Einsatz von KI zur Modellierung der dreidimensionalen Struktur des PHGDH-Enzyms entdeckte das Team eine bisher verborgene Funktion des Enzyms: die Fähigkeit, bestimmte Gene ein- und auszuschalten. Weitere Analysen zeigten, dass PHGDH mit zwei Genen in Astrozyten interagieren kann – einer Art Gehirnzellen, die für die Regulierung von Entzündungen und die Beseitigung von Abfallprodukten verantwortlich sind. Diese Störung gilt als einer der Hauptmechanismen, die der Alzheimer-Krankheit zugrunde liegen, und erklärt somit den Zusammenhang zwischen PHGDH und der Krankheit.

Als Astrozyten bezeichnete Gehirnzellen könnten einer der Schlüssel zur Alzheimer-Krankheit sein. Foto: Getty

„Um dieseEntdeckung machen zu können, ist moderne KI wirklich erforderlich, um eine präzise dreidimensionale Struktur zu bauen“, sagte der Bioingenieur Sheng Zhong von der UC San Diego.

Als nächstes versuchten die Wissenschaftler, die PHGDH-Aktivität teilweise zu hemmen – genauer gesagt, ihre Fähigkeit zur Regulierung von Genen in Astrozyten zu blockieren, während gleichzeitig die Funktion wichtiger Enzyme erhalten blieb. Dadurch identifizierte das Team ein Molekül namens NCT-503, das die Kriterien erfüllte. Mithilfe von KI wurde außerdem die Interaktion zwischen diesem Molekül und PHGDH simuliert. Dabei zeigte sich, dass NCT-503 in der Lage ist, an eine „Tasche“ in PHGDH zu binden, die ein unerwünschtes An- und Ausschalten von Genen verhindert.

Obwohl noch mehr Zeit nötig ist, um daraus eine formelle Behandlung zu entwickeln, zeigen Untersuchungen, dass NCT-503 die schädliche Aktivität von PHGDH in Mausmodellen der Alzheimer-Krankheit abschwächen kann. Bemerkenswerterweise zeigten mit NCT-503 behandelte Mäuse deutliche Verbesserungen bei Gedächtnistests und eine Verringerung der Angst.

„Es gibt jetzt einen Therapiekandidaten, der sich als wirksam erwiesen hat und das Potenzial hat, in klinischen Studien weiterentwickelt zu werden“, sagte Zhong. „Möglicherweise gibt es völlig neue Klassen kleiner Moleküle, die möglicherweise für die Entwicklung zukünftiger Behandlungen verwendet werden könnten.“

Besonders wichtig ist, dass NCT-503 die Blut-Hirn-Schranke überwinden und Neuronen und verwandte Zellen direkt erreichen kann – ein Schlüsselfaktor, der diesen Behandlungsansatz noch vielversprechender macht. Auf diesem Molekül basierende Arzneimittel könnten sogar als orale Medikamente formuliert werden.

Obwohl bei der Entstehung der Alzheimer-Krankheit viele komplexe Faktoren eine Rolle spielen – von der Genetik bis hin zur Umwelt – trägt jede neue Studie wie diese dazu bei, die Lücke zu wirksameren Behandlungen zu schließen.

„Leider sind die aktuellen Behandlungsmöglichkeiten für die Alzheimer-Krankheit sehr begrenzt“, sagte Zhong. „Und die derzeitige Reaktion auf die Behandlung ist unauffällig.“

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Cell veröffentlicht.

Bao Ngoc (t/h)

Quelle: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/ai-phat-hien-ra-nguyen-nhan-gay-benh-alzheimer-va-co-the-tim-ra-phuong-phap-dieu-tri/20250520101116480