KI entdeckt Ursache von Alzheimer und findet möglicherweise Behandlung

Künstliche Intelligenz (KI), eine Technologie, die heute in allen Bereichen – vom Verfassen von Gedichten bis zum Erkennen komplexer Muster – eingesetzt wird, spielte eine Schlüsselrolle in einer umfassenden Studie zur Alzheimer-Krankheit. Wissenschaftler der University of California, San Diego (UC San Diego) nutzten KI, um ein Gen zu identifizieren, das nicht nur ein Marker, sondern auch eine mögliche Ursache der Krankheit ist.

Im Mittelpunkt der Studie stand das Enzym Phosphoglycerat-Dehydrogenase (PHGDH) und das dafür kodierende Gen. Forscher hatten bereits zuvor festgestellt, dass PHGDH bei Menschen mit schnell fortschreitender Alzheimer-Krankheit aktiver ist. Der Zusammenhang zwischen PHGDH und Alzheimer war jedoch unklar.

Mithilfe künstlicher Intelligenz modellierte das Team die dreidimensionale Struktur des PHGDH-Enzyms und entdeckte eine bislang verborgene Funktion des Enzyms: die Fähigkeit, bestimmte Gene ein- und auszuschalten. Weitere Analysen ergaben, dass PHGDH mit zwei Genen in Astrozyten interagieren kann – einem Gehirnzelltyp, der für die Regulierung von Entzündungen und die Beseitigung von Abfallprodukten verantwortlich ist. Diese Interferenz gilt als einer der Schlüsselmechanismen der Alzheimer-Krankheit und erklärt den Zusammenhang zwischen PHGDH und der Krankheit.

Gehirnzellen, sogenannte Astrozyten, könnten einer der Schlüssel zur Alzheimer-Krankheit sein. Foto: Getty

Gehirnzellen, sogenannte Astrozyten, könnten einer der Schlüssel zur Alzheimer-Krankheit sein. Foto: Getty

„Um diese Entdeckung machen zu können, war wirklich moderne KI erforderlich, um die dreidimensionale Struktur präzise zu konstruieren“, erklärte der Bioingenieur Sheng Zhong von der UC San Diego.

Der nächste Schritt bestand darin, einen Weg zu finden, die Aktivität von PHGDH teilweise zu hemmen – insbesondere seine Fähigkeit, Gene in Astrozyten zu regulieren, zu blockieren und gleichzeitig seine essentielle Enzymfunktion aufrechtzuerhalten. Das Team identifizierte ein Molekül namens NCT-503, das die Kriterien erfüllte. Anschließend wurde mithilfe künstlicher Intelligenz die Interaktion zwischen diesem Molekül und PHGDH simuliert. Dabei zeigte sich, dass NCT-503 an eine „Tasche“ in PHGDH binden konnte, die das unerwünschte An- und Abschalten von Genen verhinderte.

Obwohl es noch einige Zeit dauern wird, bis NCT-503 zu einer offiziellen medikamentösen Behandlung entwickelt werden kann, zeigen Untersuchungen, dass es die schädliche Aktivität von PHGDH in Mausmodellen der Alzheimer-Krankheit abschwächen kann. Insbesondere zeigten mit NCT-503 behandelte Mäuse deutliche Verbesserungen bei Gedächtnistests und weniger Angstzustände.

„Es gibt nun 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 in Zukunft für die Entwicklung von Therapien genutzt werden könnten.“

Wichtig ist, dass NCT-503 die Blut-Hirn-Schranke überwinden und so direkt die Neuronen und verwandten Zellen erreichen kann – ein Schlüsselfaktor, der diesen Ansatz noch vielversprechender macht. Medikamente auf Basis dieses Moleküls können sogar oral eingenommen 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 aktuelle Reaktion auf die Behandlung ist nicht überragend.“

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