AI rozszyfrowało centra genów Alzheimera – pierwsze mapy przyczyn zniszczenia

System SIGNET AI stworzył szczegółowe mapy interakcji genów w mózgach z Alzheimerem, wskazując przyczynowo-skutkowe powiązania w sześciu typach komórek. Odkrycie otwiera drogę do nowych leków blokujących degenerację.

Neurony w mózgu z Alzheimerem wpadają w genetyczny chaos. Tysiące interakcji między genami burzy porządek, prowadząc do utraty wspomnień i obumierania tkanek. Sztuczna inteligencja SIGNET właśnie zlokalizowała winnych – centra dowodzenia ukryte w komórkach nerwowych.

Zespół naukowców z Uniwersytetu Kalifornii w Irvine uruchomił SIGNET na danych z 272 mózgów uczestników badań ROSMAP. Ten system machine learning stworzył pierwsze mapy regulacji genów specyficzne dla typów komórek. Pokazują one nie korelacje, lecz twarde przyczyny: który gen steruje innymi, napędzając chorobę.

SIGNET łączy sekwencjonowanie RNA z pojedynczych jąder komórek i całego genomu. Wykorzystuje informacje zakodowane w DNA, by odróżnić sprawcę od ofiary – unika pułapek dawnych metod, ignorujących pętle sprzężeń zwrotnych. Analogia? Jak śledczy analizujący odciski palców i DNA na miejscu zbrodni: nie wystarczy wiedzieć, kto był obecny, trzeba udowodnić, kto pociągał za spust. W pobudzających neuronach – kluczowych dla myślenia – zliczył prawie 6000 zakłóconych interakcji. Setki "hub genes" działają tu jak bossowie mafii, kontrolując całe szajki genów i uruchamiając ścieżki degeneracji. W hamujących neuronach gen APP, słynny z amyloidowych blaszek, przejął rolę regulatora, dyrygując innymi. Astrocytów i mikroglię też dotknęły zmiany, ale neuron pobudzający cierpi najmocniej.

Badacze potwierdzili mapy na niezależnych próbkach ludzkich mózgów. Odkrycia rzucają światło na APOE, gen ryzyka Alzheimera, ukazując jego ukryte powiązania. Te genowe centra sterowania wyjaśniają, dlaczego choroba postępuje tak nieubłaganie.

Mapy SIGNET otwierają drogę do leków blokujących bossów genowych we wczesnej fazie. Pierwsze terapie mogą trafić w sedno, hamując chaos zanim zniszczy mózg. System sprawdzi się w walce z rakiem czy chorobami autoimmunologicznymi, rewolucjonizując genetykę.

Źródło: https://www.sciencedaily.com/