Internationale groep wetenschappers op het spoor van nieuw Alzheimermedicijn

Artificiële intelligentie en het zelfreinigende systeem van de cel zijn de sleutels achter een nieuw medicijn tegen Alzheimer. De behandeling heeft ook een positief effect op andere organen.

Een op de 5 mensen in Nederland wordt getroffen door Alzheimer. Op dit moment leiden in ons land ruim 290.000 mensen dementie (cijfers Alzheimer Nederland). Wereldwijd liggen de aantallen nog hoger, en er is nog steeds geen genezing voorhanden.

Onderzoekers van de universiteit van Oslo hebben een methode met artificiële intelligentie (AI) ontwikkeld om hen te helpen potentiële nieuwe medicijnen tegen Alzheimer te identificeren, aldus de universiteit in een persbericht.

Een van de oorzaken van de ziekte van Alzheimer is de degeneratie en het verlies van zenuwcellen in de hersenen naarmate we ouder worden. Een cel is als een fijn afgestelde machine. De cel heeft energie nodig om zijn taken uit te voeren. De energie komt van energiefabriekjes die mitochondriën worden genoemd.

Lees ook: Bloedtest kan Alzheimer al in vroeg stadium vaststellen

In jonge, gezonde cellen worden oude of beschadigde mitochondriën uit de cel verwijderd in een proces dat mitofagie wordt genoemd. De onderzoeksgroep ontdekte dat wanneer we ouder worden, we meer kapotte mitochondriën hebben, en dat de cellen niet meer in staat zijn om ze allemaal te verwijderen. Een opeenhoping van kapotte mitochondriën verstopt de gewone processen van de cel en uiteindelijk zal de cel sterven. “Cellen hebben de energie nodig die door de mitochondriën wordt gegenereerd om deze ‘rommel’ op te ruimen. Net zoals een machine stopt met werken als hij niet wordt onderhouden, zegt universitair hoofddocent Evandro F. Fang, de leider van de onderzoeksgroep.

Reinigingsvermogen

Fang leidt een internationale onderzoeksgroep aan het Instituut voor klinische geneeskunde van de Universiteit van Oslo en het academisch ziekenhuis van Akershus. “We kunnen misschien de voortgang van de ziekte bij de patiënt verminderen of stoppen. We kunnen dit doen door het vermogen van de cel om zichzelf te reinigen te vergroten”, aldus Fang.

Omdat het dichtslibben van de machinerie een deel van het probleem is, moesten de onderzoekers een manier vinden om het reinigingsproces te stimuleren. Ze onderzochten het gebruik van zogenaamde mitofagie-inductoren. Het idee was om een manier te vinden om het niveau van afvalverwerking in de hersencellen van de patiënt te verhogen. “Je kunt dit vergelijken met het inhuren van extra personeel om een schoonmaakachterstand in een fabriek weg te werken, legt Fang uit.

De groep van Fang beschreef in 2019 hoe het mogelijk is een manier te vinden om het eigen zelfreinigende systeem van de cellen te stimuleren. Het herstarten van mitofagie geeft de patiënt verschillende voordelen: Het zal de opruiming van afval van hersencellen verhogen en het reinigingsproces zal op zichzelf effectiever zijn. Het kan ook de reiniging in andere organen verhogen, niet alleen in de hersenen.

“Door mitofagie te stimuleren, kunnen we mogelijk ook de kwaliteit van andere organen verhogen, zoals hun hart en spieren. Een sterker lichaam is belangrijk om de gevolgen van de ziekte te verminderen, merkt Fang op.

Nieuw medicijn

Het kost veel geld, tijd en moeite om een nieuw medicijn te ontwikkelen. De onderzoekers wilden stoffen vinden die het reinigingsproces kunnen induceren. Ze gebruikten daarom AI om te zoeken naar stoffen die lijken op bekende mitofagie-inductoren. Het computerprogramma bladerde door een grote catalogus van stoffen en identificeerde twee kandidaten, Rhapontigenine en Kaempferol. Zij gebruikten muizen en nematoden, een soort wormen, om na te gaan of het gebruik van deze stoffen op hun zenuwcellen het geheugenverlies afremde.

“Wij zijn drie maanden bezig geweest met het zoeken in een bibliotheek van ongeveer 3000 bekende mitofagie-inducerende stoffen”, vertelt Fang. “Als we traditionele technieken hadden gebruikt om een nieuw geneesmiddel te ontdekken, zou het waarschijnlijk meer dan drie jaar hebben geduurd om potentiële kandidaat-geneesmiddelen te vinden.”

De verbindingen zijn nog niet getest op mensen, dus er moet nog veel worden gedaan. “We gebruiken nu AI om kleine, structurele wijzigingen aan deze kandidaat-verbindingen voor te stellen,” aldus Fang. “We willen ze veiliger en efficiënter maken voor de behandeling van de ziekte van Alzheimer.”

Het project is een international project met medewerkers van de universiteit van Oslo, Norway, the universiteit vanMacau, China, MindRank AI Ltd, China, Nationale and Kapodistrianuniversiteit van Athene, Griekenland, de universiteit van Alabama, Birmingham, USA, The Nationale Universiteit van Singapore en het Imperial College London, VK.