Wissenschaftler haben einen Zusammenhang zwischen der Entstehung der Alzheimer-Krankheit und den Bakterien im Verdauungssystem des Körpers entdeckt.
Mithilfe künstlicher Intelligenz haben Forscher am Cleveland Clinic Genome Center in Ohio herausgefunden, wie von Darmbakterien produzierte Metaboliten mit Rezeptoren von Gehirnzellen interagieren und so zur Krankheit beitragen können. Die Ergebnisse könnten schließlich zur Entwicklung neuer therapeutischer Interventionen oder Medikamente zur Vorbeugung der Alzheimer-Krankheit führen, einer Erkrankung, von der fast 7 Millionen Amerikaner betroffen sind.
Die Alzheimer-Krankheit ist eine fortschreitende neurodegenerative Erkrankung, die vor allem ältere Erwachsene betrifft. Es führt zum Rückgang kognitiver Funktionen wie Gedächtnis, emotionale Regulierung und logisches Denken. Obwohl es keine Heilung gibt, können Medikamente das Fortschreiten der Krankheit verlangsamen.
Für die Studie nutzte das Team eine Art KI namens maschinelles Lernen, um mehr als 1,09 Millionen potenzielle Wechselwirkungen zwischen bakteriellen Nebenprodukten, sogenannten Metaboliten, und Zellrezeptoren zu analysieren.
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Bakterien geben Stoffwechselprodukte in unseren Körper ab, während sie die Nahrung, die wir zu uns nehmen, zur Energiegewinnung abbauen. Die Metaboliten interagieren dann mit unseren Zellen und beeinflussen sie, wodurch zelluläre Prozesse angeregt werden, die für die Gesundheit hilfreich oder schädlich sein können.
Die Forscher ordneten Metaboliten und Rezeptoren nach der Wahrscheinlichkeit, dass sie miteinander interagieren. Sie untersuchten auch, welche Metabolit-Rezeptor-Paare wahrscheinlich die Alzheimer-Krankheit in Gehirnzellen beeinflussen, die von Patienten mit dieser Erkrankung stammen.
Die Forscher fanden heraus, dass ein Metabolit namens Agmatin dazu beitragen kann, Gehirnzellen vor Entzündungen und den daraus resultierenden Schäden zu schützen. Insbesondere fanden sie heraus, dass Agmatin bei der Alzheimer-Krankheit am wahrscheinlichsten mit einem Gehirnzellrezeptor namens CA3R interagiert.
Als die Forscher von Alzheimer betroffene Neuronen mit Agmatin behandelten, reduzierte es direkt die CA3R-Spiegel, was darauf hindeutet, dass sich der Metabolit und der Rezeptor gegenseitig beeinflussen.
Mit Agmatin behandelte Neuronen wiesen auch geringere Mengen an phosphorylierten Tau-Proteinen auf, einem Marker für die Alzheimer-Krankheit.
Die Verhinderung schädlicher Wechselwirkungen zwischen Metaboliten und unseren Zellen könnte zur Bekämpfung von Krankheiten beitragen. Allerdings nimmt die Erforschung dieses Ansatzes aufgrund der riesigen Informationsmengen, die zur Identifizierung eines Zielrezeptors erforderlich sind, viel Zeit in Anspruch. Der Einsatz von KI trug dazu bei, den Prozess zu beschleunigen.
„Darmmetaboliten sind der Schlüssel zu vielen physiologischen Prozessen in unserem Körper, und für jeden Schlüssel gibt es ein Schloss für die menschliche Gesundheit und Krankheit“, sagte Studienforscher Feixiong Cheng in einer Pressemitteilung.
„Das Problem besteht darin, dass wir Zehntausende Rezeptoren und Tausende Metaboliten in unserem System haben. Daher war es langwierig und kostspielig, manuell herauszufinden, welcher Schlüssel in welches Schloss passt.“
Die vollständigen Ergebnisse der Studie wurden in veröffentlicht Zellberichte.
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Newsweek ist bestrebt, herkömmliche Meinungen in Frage zu stellen und auf der Suche nach Gemeinsamkeiten Zusammenhänge zu finden.
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