Az új mesterséges intelligencia eszköz megfejti az Alzheimer- és Parkinson-kór mögött rejlő fehérjerejtvényt
A tudósok kifejlesztettek egy új, nagy teljesítményű mesterséges intelligencia eszközt, amely megváltoztathatja az olyan agyi betegségek, mint az Alzheimer- és a Parkinson-kór megértését és kezelését. A RibbonFold nevű eszköz képes megjósolni, hogy bizonyos fehérjék hogyan alakulnak át káros alakzatba – ami számos neurodegeneratív rendellenesség kialakulásában lényeges lépés.
A kínai Csangping Laboratórium Mingchen Chen és a Rice Egyetem Peter Wolynes által vezetett kutatása a Proceedings of the National Academy of Sciences című folyóiratban jelent meg. A RibbonFold az amiloidokra összpontosít, amelyek fehérjékből álló hosszú, csavart rostok, és a neurológiai betegségekben szenvedő emberek agyában halmozódnak fel. Ezek a fehérjerögök mérgezőek, és úgy vélik, központi szerepet játszanak a memóriavesztésben és más tünetekben.
A legtöbb létező mesterséges intelligencia eszközt, például az AlphaFold2-t és az AlphaFold3-at arra tervezték, hogy megjósolják, hogyan hajtódnak össze az egészséges fehérjék funkcionális formákká. A betegséggel összefüggő fehérjék azonban gyakran helytelenül hajtogatódnak, és rugalmas, szalagszerű struktúrákat alkotnak ahelyett, hogy tiszta, kerek formákat képeznének. A RibbonFoldot kifejezetten ezeknek a rosszul hajtogatott formáknak a kezelésére tervezték, és ezen a területen sokkal pontosabbnak bizonyult, mint a korábbi eszközök.
A kutatók a RibbonFoldot az amiloid fibrillumok szerkezetére vonatkozó ismert adatok alapján képezték ki. Ezután olyan új struktúrákon tesztelték, amelyek nem voltak részei a képzési adatoknak – és még mindig kivételesen jól teljesített. Az eredmények azt sugallják, hogy az eszköz nemcsak a rosszul foldozott fehérjék alakját ragadja meg, hanem azt is nyomon követi, hogyan változnak azok az idő múlásával.
Wolynes szerint a mesterséges intelligencia azt mutatja, hogy ezek a káros fehérjeszálak az idő múlásával stabilabb, de veszélyesebb formákba alakulhatnak át, ami valószínűleg magyarázatot ad arra, hogy az Alzheimer- és a Parkinson-kór tünetei miért jelentkeznek gyakran az élet későbbi szakaszában.
Annak megértése, hogyan fejlődnek ezek a rosszul összecsomósodott fehérjék, a gyógyszerfejlesztés szempontjából kulcsfontosságú lehet. A RibbonFold segítségével a tudósok most már pontosan meghatározhatják e fehérjék betegség szempontjából legjelentősebb formáit, és olyan gyógyszereket tervezhetnek, amelyek hatékonyabban kötődnek hozzájuk. Ez a precizitás jobb, kevesebb mellékhatással járó kezelésekhez vezethet.
Mingchen Chen szerint ez a felfedezés megoldja a biológia egy régóta fennálló rejtélyét – azt, hogy ugyanaz a fehérje miért tud különböző módon félrecsúszni, és miért okozhat különböző betegségeket. Emellett az orvostudományon túlmutató új felhasználási lehetőségek előtt is megnyitja a kapukat, például a fehérjék viselkedését utánzó szintetikus anyagok tervezése előtt.
Wolynes úgy véli, hogy a RibbonFold jelentős lépés a legpusztítóbb agyi betegségek elleni küzdelemben. Azáltal, hogy segít megérteni és megjósolni, hogyan viselkednek a káros fehérjék, ez az eszköz jobb módszerekhez vezethet e betegségek megelőzésére vagy progressziójának megállítására.