Algoritme pembelajaran mesin baru telah mengidentifikasi 478 senyawa yang berpotensi membalikkan penuaan otak dan melindungi dari penyakit neurodegeneratif. Terobosan ini, yang dipimpin oleh para peneliti di Luxembourg Centre for Systems Biomedicine dan CIC bioGUNE, dapat mempercepat pengembangan obat-obatan untuk memerangi penurunan kognitif seiring dengan bertambahnya usia populasi global.
Otak Penuaan dan Transkriptome
Masalah intinya jelas: penuaan adalah faktor risiko terbesar penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer. Dengan lebih dari dua miliar orang diperkirakan berusia di atas 60 tahun pada tahun 2050, menemukan cara untuk melindungi kesehatan otak di kemudian hari bukan lagi sekadar tantangan ilmiah – ini adalah keharusan bagi kesehatan masyarakat. Penelitian ini tidak berfokus pada gen itu sendiri, namun pada transkriptome —molekul RNA yang menunjukkan gen *yang mana yang aktif. Pendekatan ini lebih dinamis dibandingkan hanya melihat DNA, karena aktivitas gen berubah seiring bertambahnya usia dan penyakit.
Cara Kerja Algoritma
Para peneliti menganalisis sampel otak dari 778 orang sehat berusia 20 hingga 97 tahun. Model pembelajaran mesin belajar memprediksi usia biologis dengan akurasi luar biasa (dalam lima tahun) berdasarkan aktivitas hanya 365 gen kunci. Anehnya, sebagian besar gen ini tidak terlibat langsung dalam fungsi otak; mereka mengatur perbaikan DNA dan proses penuaan secara keseluruhan. Hal ini menunjukkan bahwa memperlambat penuaan secara sistemik dapat melindungi otak.
Ketika diterapkan pada sampel pasien penderita Alzheimer atau cedera otak traumatis, algoritme tersebut secara konsisten menunjukkan bahwa otak mereka secara biologis lebih tua dari yang diperkirakan—kadang-kadang hingga 15 tahun pada orang berusia 60-70 tahun. Hal ini menegaskan bahwa degenerasi saraf terkait dengan percepatan penuaan pada tingkat molekuler.
Mengidentifikasi Senyawa Peremajaan
Algoritme kemudian memindai data dari ribuan neuron, mencari pola ekspresi gen yang mengurangi prediksi usia. Hasilnya: daftar 478 obat dengan potensi efek peremajaan. Meskipun banyak dari senyawa ini belum diuji untuk memperpanjang umurnya, prediksi algoritma ini adalah titik awal untuk penelitian yang ditargetkan.
Validasi Dini pada Tikus
Untuk menguji keakuratan model tersebut, para peneliti memberikan tiga senyawa yang diprediksi kepada tikus tua selama empat minggu. Tikus-tikus tersebut menunjukkan peningkatan signifikan dalam daya ingat dan berkurangnya kecemasan, seiring dengan perubahan genetik yang membuat sel-sel otak mereka tampak lebih muda. Hal ini menunjukkan bahwa algoritma ini tidak hanya mengidentifikasi korelasi, namun hubungan sebab-akibat antara senyawa dan peremajaan otak.
Masa Depan Penemuan Obat Anti Penuaan
Saat ini, bidang anti-penuaan tidak mempunyai metode sistematis untuk pengembangan obat. Platform pembelajaran mesin ini menawarkan cara terstruktur untuk mengidentifikasi kandidat yang menjanjikan. Namun, senyawa yang teridentifikasi memerlukan validasi lebih lanjut di berbagai sistem biologis sebelum dapat dianggap sebagai pengobatan yang efektif.
Ratusan senyawa yang diprediksi oleh platform ini mewakili peluang besar untuk penelitian dan pengembangan terapi di masa depan.
Tujuannya jelas: untuk mengembangkan obat yang tidak hanya memperlambat penuaan namun juga secara aktif membalikkannya, melindungi fungsi otak untuk populasi yang terus bertambah. Pendekatan sistematis yang diberikan oleh metode pembelajaran mesin baru ini mewakili langkah besar menuju masa depan.
