Spajanjem moći veštačke inteligencije sa novim molekularnim tehnikama koje takođe izgledaju kao da su istrgnute iz naučne fantastike, istraživači sa UCSF-a su mapirali mikroskopski svet poremećaja autističnog spektra sa neviđenim detaljima, ukazujući na moguće terapije za podgrupu pacijenata koji imaju specifične genetske mutacije, prema novoj studiji.
„Ovo otvara neku vrstu potencijalnih ciljeva lečenja“, rekao je jedan od autora studije, Metju Stejt, dečji psihijatar i genetičar UCSF. „To je prilika za udarce ka golu kakve do sada nismo imali, zbog složenosti autizma.“
Rezultati su novi iz nekoliko razloga, rekli su istraživači. Ovo je prvi put da je ćelijski rad neuropsihijatrijskog poremećaja poput ASD-a ovako duboko istražen, otvarajući vrata za slična istraživanja drugih neuropsihijatrijskih poremećaja kao što su poremećaj pažnje i hiperaktivnost i šizofrenija.
Studija je takođe kombinovala korpu novih tehnologija na originalan način. Te tehnologije uključuju matične ćelije, genetske alate zasnovane na CRISPR-u i AlphaFold 2, Google AI koji predviđa ponašanje proteina.
Pored toga, istraživači su iskoristili sistem koji je prvobitno razvijen u UCSF-u za proučavanje virusa, uključujući i koronavirus koji izaziva pandemiju. Ta platforma je u stanju da kreira sveobuhvatne mape interakcija između proteina, bioloških mašina koje proizvode geni koji obavljaju rad u ćeliji.
„Bili smo na ivici krvarenja da sve ovo spojimo“, rekao je drugi vođa studije, Nevan Krogan, direktor Instituta za kvantitativne bionauke u okviru Farmaceutskog fakulteta UCSF, koji je koordinirao istraživanje zajedno sa Odeljenjem za psihijatriju i bihevioralne nauke.
Rad je objavljen u ponedeljak na bioRkiv.org, serveru za preštampu, i biće dostavljen časopisu koji će recenzirati. Jeremi Villsei i Tomasz Novakovski sa UCSF-a su predvodili rad, a Rezo Therapeutics, biotehnološka kompanija koju su osnovali KBI i Krogan, takođe je dala svoj doprinos.
Tokom poslednje decenije, naučnici, uključujući Stejt, otkrili su preko 100 mutiranih gena koji su povezani sa autizmom. Ali prevođenje tog znanja u terapije bilo je teško, rekao je Stejt. Mozak je zamršen i samo poznavanje pravih gena nije dovoljno.
Tim predvođen UCSF-om preuzeo je novi pristup, fokusirajući se na proteine koje proizvode ti geni i mapirajući način na koji oni međusobno komuniciraju.
Istraživači su pronašli 1.000 proteina i više od 1.800 interakcija. Oko 90% interakcija „su stvari koje nikada ranije nismo videli“, rekao je Stejt.
Tim je zatim tražio tragove o tome kako mutacije dovode do poremećaja koristeći specifične mutacije iz podskupine pacijenata sa ASD. Naučnici su iskoristili AlphaFold-ove prediktivne sposobnosti i različite molekularne tehnike kako bi odredili najsmislenije interakcije, proučavajući kako ti proteini funkcionišu u ljudskim ćelijama i u „organoidima mozga“ uzgojenim iz matičnih ćelija.
Ovi nalazi bi jednog dana mogli dovesti do novih lekova za pacijente, rekli su Stejt i Krogan.
„Basiramo potpuno novo svetlo na autizam“, rekao je Krogan.
