AI pentru Alzheimer

Boala Alzheimer este una dintre cele mai dificile probleme nerezolvate din medicină și una dintre cele mai devastatoare. Ucide milioane de oameni, reprezintă o povară imensă pentru familii și continuă să sfideze multe dintre posibilitățile medicinei moderne. La OpenAI Foundation, dorim să schimbăm acest lucru folosind IA avansată pentru a accelera știința prevenirii și tratării bolii.^1⁠ Ca prim pas, ne străduim să finalizăm în această lună acordarea unor granturi în valoare de peste 100 de milioane USD către șase instituții de cercetare, cu scopul de a sprijini și accelera cercetarea în domeniul bolii Alzheimer, generând date noi, contribuind la dezvoltarea de noi medicamente și diversificând posibilele căi de tratament.

Aceste granturi reprezintă începutul demersului nostru; mai sunt multe de făcut. Ne așteptăm să acordăm în continuare granturi pentru Alzheimer, pe parcursul anului 2026 și mai departe, unui număr și mai mare de oameni de știință și instituții de cercetare, astfel încât, împreună, să putem în sfârșit preveni și trata boala Alzheimer.

De ce ne concentrăm pe Alzheimer?

Misiunea noastră este să ne asigurăm că AGI aduce beneficii întregii umanități. Alzheimer este o problemă uriașă, se agravează pe măsură ce populațiile îmbătrânesc, iar complexitatea bolii se potrivește bine cu utilizarea AI.

Alzheimer afectează nu doar milioanele de persoane diagnosticate cu această boală, ci și soții sau soțiile, copiii și alte persoane care îi îngrijesc și îi sprijină. Boala pune o presiune emoțională și financiară imensă asupra familiilor.

Omenirea a înregistrat progrese în ultimele câteva decenii împotriva a trei dintre cei patru mari factori care provoacă decese — bolile de inimă, bolile infecțioase și unele tipuri de cancer, reducând riscul de deces la orice vârstă:

Cu toate acestea, dezvoltarea unor tratamente eficiente pentru al patrulea mare ucigaș — bolile neurodegenerative, precum Alzheimer — s-a dovedit până acum în mare măsură imposibilă, în ciuda eforturilor celor mai buni oameni de știință ai omenirii:

Acest lucru se întâmplă deoarece boala Alzheimer nu pare să fie determinată de o singură cauză, ci de interacțiunea dintre factori de risc genetici, plierea greșită a proteinelor, inflamație, disfuncție sinaptică și altele, care interacționează cu factorii de mediu de-a lungul deceniilor, toate acestea desfășurându-se în creier, un organ dificil de studiat și în care medicamentele ajung greu. Abordările tradiționale de cercetare au avut dificultăți în înțelegerea acestui fapt.

AI este în mod unic potrivită pentru a face față acestei complexități. Capacitatea sa de a raționa pe baza diferitelor tipuri de date — inclusiv simptomele clinice ale pacienților, markerii biologici ai bolii, rezultatele screeningului candidaților la medicamente și altele — oferă o modalitate fundamental nouă de a înțelege modul în care acești factori interacționează, de a identifica ținte medicamentoase adecvate și de a diagnostica riscuri asupra cărora se poate interveni cu decenii mai devreme la pacienți.

Scopul nostru este să ajutăm oamenii de știință să inventeze noi instrumente pentru a preveni și trata în sfârșit boala Alzheimer. Deoarece acest obiectiv a fost atât de dificil de atins până în prezent, îl considerăm un test clar al capacității AI de a schimba ceea ce este posibil în domeniul sănătății. Ne propunem să aducem o schimbare semnificativă pentru persoanele cu risc de Alzheimer și pentru familiile acestora.

Abordarea noastră inițială

Suntem recunoscători pentru sprijinul primit din partea evaluatorilor științifici externi, care ne-au ajutat să ne fundamentăm strategiile inițiale. Deși suntem extrem de entuziasmați de fiecare dintre aceste domenii de finanțare filantropică, nu ne așteptăm să ne atingem peste noapte obiectivul de prevenire și tratare a bolii Alzheimer. Unele experimente vor produce rezultate negative și vor exista obstacole pe parcurs. Aceasta este natura științei — și vom învăța cât de repede putem, actualizându-ne abordarea pe măsură ce apar rezultatele.

Pentru început, avem ipoteze inițiale despre modul în care putem sprijini ecosistemul de cercetare într-un mod complementar eforturilor existente și care valorifică ceea ce este acum posibil cu ajutorul AI. Împreună, acest lucru generează o „stivă cu cinci straturi” de activități la instituțiile de cercetare de top:

1. Creează o „hartă cauzală” a bolii Alzheimer cu ajutorul AI, pentru a valida țintele pentru intervenție. Acum pare clar că există mulți factori care contribuie la Alzheimer, nu unul singur. Asta implică faptul că ar trebui să cartografiem întreaga rețea de factori cauzali pentru a identifica cele mai eficiente noduri pentru intervenția terapeutică, pentru persoane diferite. Colaborând cu cercetători aflați în zona de vârf a AI-ului în biologie, precum Institutul Arc⁠, ne propunem să înțelegem cum reacționează organoizii „model” ai creierului la diferite combinații de factori de risc genetici și de mediu. Astfel de date experimentale la scară largă pot fi utilizate pentru a instrui modele de AI care să informeze experimentele viitoare. Cu acest motor hibrid, cercetătorii își pot împărtăși rezultatele pe parcurs, pentru ca alții să le poată dezvolta mai departe, și pot propune ținte terapeutice fundamentate mecanistic pentru testări suplimentare.

Alzheimer a rezistat tratamentului, în parte, pentru că este o boală complexă prin excelență. Este rezultatul sutelor de factori de risc genetici și de mediu care interacționează între diferite tipuri de celule, de-a lungul deceniilor. La Arc, construim tehnologiile experimentale și computaționale pentru a cartografia efectiv aceste interacțiuni la scară largă.

— Patrick Hsu, PhD, cofondator și cercetător principal la Institutul Arc

Vrem să găsim perturbații care pot face clic și trage o celulă dintr-o stare bolnavă înapoi într-una sănătoasă. Pentru a face asta, desfășurăm un ciclu de învățare activă: perturbăm sistematic modele de țesut uman ghidate de datele pacienților, măsurăm ce se întâmplă, și folosim rezultatele pentru a îmbunătăți iterativ modelele noastre AI pentru boala Alzheimer. Fiecare ciclu ne oferă o imagine cauzală mai clară asupra punctelor în care converg căile bolii și asupra locurilor în care să intervenim.

— Silvana Konermann, PhD, Cofondatoare și Director Executiv al Institutului Arc

2. Concepe medicamente noi cu ajutorul AI și testează-le în laborator – cu colaboratori precum Institutul pentru Proiectarea Proteinelor⁠, alături de neurologi și cercetători în neuroștiințe de top de la Mass General Hospital. Peste 100 de medicamente pentru Alzheimer au fost testate în studii clinice, din anul 2000 încoace, dar aproape niciunul nu a funcționat sau a avut efecte secundare nedorite. Considerăm că moleculele concepute cu ajutorul instrumentelor AI pentru biologie vor avea, în timp, probabilități mai mari de succes. Dar, pentru a stabili dacă acest lucru este adevărat, cercetătorii trebuie mai întâi să poată valida creațiile digitale în celule, țesuturi și animale.

La Institutul pentru Proiectarea Proteinelor, ne angajăm să dezvoltăm fluxuri de lucru colaborative, axate pe obținerea celui mai mare impact pozitiv asupra bunăstării globale. Folosind cele mai noi modele de proiectare a proteinelor bazate pe AI, am creat cu succes molecule care interacționează, modifică și degradează ținte esențiale pentru progresia bolii Alzheimer. Extinderea, perfecționarea și distribuirea acestui set de instrumente către cercetătorii în neuroștiințe, care pot aplica proteinele proiectate de noi pentru a prezice și combate neurodegenerarea, reprezintă una dintre prioritățile noastre principale.

— David Baker, PhD, laureat al Premiului Nobel și director al Institutului pentru Proiectarea Proteinelor de la Universitatea din Washington

3. Sprijină seturile de date deschise pentru a prezice activitatea medicamentelor și pentru a cartografia evoluția bolii cu și fără intervenție. Aceasta include crearea unor noi seturi de date deschise relevante pentru Alzheimer, împreună cu organizații nonprofit precum Focused Research Organisation EvE Bio⁠. Aceasta include, de asemenea, sprijinirea extinderii seturilor de date longitudinale și epidemiologice existente, precum și oportunități de a deschide în mod responsabil seturile de date existente colectate de companii de biotehnologie, care pot aduce beneficii tuturor cercetătorilor.

4. Stabilirea unor noi biomarkeri pentru boli, îmbunătățirea diagnosticului și a modului în care sunt desfășurate studiile clinice, cu colaboratori precum UCSF. Aprobarea primului test de sânge pentru Alzheimer anul trecut⁠ le oferă medicilor specialiști mai multe instrumente pentru a evalua starea unui pacient, într-un mod mai puțin invaziv. Sângele și alți biomarkeri le oferă cercetătorilor, de asemenea, posibilitatea de a măsura ce efect pot avea medicamentele asupra progresiei bolii în studiile clinice, inclusiv ca măsurători secundare în studii care vizează în principal o altă boală (așa cum se arată în acest studiu recent⁠ privind boala cardiovasculară). Există mai multe oportunități de a merge mai departe cu proteomica modernă și cu alte tipuri de prelevare de la pacienți, acum că AI poate înțelege semnale biologice mai complexe.

Alzheimer rămâne una dintre cele mai urgente provocări din medicină, iar progresul depinde de conectarea descoperirilor științifice cu îngrijirea pacienților noștri. Această colaborare ne permite să conectăm eforturi de talie mondială — de la progresele în proiectarea proteinelor la perspectivele clinice și biologice aprofundate de aici, de la UCSF — pentru a înțelege mai bine boala și a identifica noi căi de tratament. Cu ajutorul AI pentru a integra aceste perspective și a înțelege o complexitate extraordinară, avem oportunitatea de a accelera descoperirile care ar putea schimba în mod semnificativ viața pacienților.

— S. Andrew Josephson, dr., profesor și președinte al catedrei de neurologie la UCSF și la Institutul Weill pentru Neuroștiințe al UCSF

5. Testează tratamente ieșite de sub brevet și folosește AI pentru a interpreta cât mai bine datele anonimizate ale pacienților și experiențele raportate online. Există o serie de intervenții pentru care există dovezi sugestive privind existența unui efect — de exemplu, orotat de litiu⁠ și vaccinul împotriva zonei zoster⁠, ieșit de sub brevet — dar pentru care sunt necesare dovezi suplimentare de înaltă calitate, iar sectorul privat nu este stimulat să finanțeze studii clinice.

Speranța mea este că aptitudinea orotatului de litiu în doză fiziologică de a inversa patologia și de a restabili memoria în modelele de șoareci cu boala Alzheimer se va transpune la populația umană îmbătrânită. Litiul este ceea ce alimentează telefoanele, laptopurile și vehiculele electrice ale noastre. Bănuiesc că creierul s-ar putea să-și fi folosit electrochimia sa unică înaintea noastră.

— Prof. dr. Bruce Yankner, doctor în medicină, catedra de genetică și neurologie la Facultatea de Medicină Harvard și codirector al Centrului Glenn pentru Cercetarea Biologiei Îmbătrânirii de la Harvard

Învățare iterativă

Vom avansa simultan pe toate cele cinci direcții, pentru a completa alte eforturi din ecosistemul de cercetare. Ne așteptăm să ne completăm abordările existente pe măsură ce primim feedback suplimentar din partea comunității de cercetare, astfel încât, împreună, să putem afla cum să prevenim și să tratăm boala Alzheimer.

Abordând frontal boala Alzheimer, ne propunem nu doar să contribuim la schimbarea cursului acestei boli, ci și să dezvoltăm instrumente și cunoștințe care pot accelera progresele împotriva multor altora.

* * *

Dacă vrei să primești actualizări de la Fundația OpenAI, abonează-te aici⁠. Dacă vrei să iei legătura cu echipa noastră de științele vieții și tratarea bolilor, ne găsești la [email protected]⁠.

Pe lângă articolele academice, citim cu recunoștință rapoarte, articole de fond și postări pe blog despre AI și știință. Deși nu suntem de acord cu toate afirmațiile din aceste materiale, acestea includ acest raport al National Academies⁠, acest articol de analiză despre portofoliul de medicamente pentru Alzheimer⁠, rezumate generale ale progresului medical precum acest material despre ratele mortalității cauzate de bolile cardiovasculare⁠, această postare de pe blogul Science ⁠ despre dificultățile întâmpinate de AI în a face progrese în medicină și această idee de date clinice de la IFP⁠.

Te încurajăm să publici analize în mod public și să ne trimiți prin e-mail un link, dacă tu crezi că am putea beneficia de perspectiva respectivă.