Dins del nucli de cada cèl·lula, el DNA no flota desordenat sinó que es plega en una estructura tridimensional precisa, amb regions actives i inactives i milers de punts de contacte físic entre gens i els elements que en regulen l'activitat; mesurar aquesta arquitectura cèl·lula a cèl·lula i relacionar-la amb malalties concretes ha estat, fins fa poc, tècnicament fora de l'abast, perquè exigeix combinar dades genòmiques massives amb mètodes capaços de trobar-hi patrons.
Un equip liderat per Jian Ma, professor de biologia computacional a la Universitat Carnegie Mellon, amb col·laboradors de la Universitat de Pittsburgh i la Universitat de Washington, ha publicat aquest 13 de setembre a la revista Science (vol. 393, núm. 6809, DOI 10.1126/science.adz1652) els resultats d'Hicformer, un model d'aprenentatge profund que combina la seqüència de DNA, els patrons de plegament del genoma i els mapes de contacte físic entre seccions d'ADN per predir l'activitat gènica en diferents tipus cel·lulars. Aplicat a teixit post mortem de còrtex prefrontal de persones amb Alzheimer i de persones sense la malaltia, amb tecnologia de cèl·lula única i la tècnica GAGE-seq -que mesura alhora l'expressió gènica i els contactes tridimensionals del genoma-, l'equip ha trobat que en les cèl·lules cerebrals afectades per l'Alzheimer els límits entre regions actives i inactives del genoma es difuminen, les cèl·lules mostren menys contactes propers i més interaccions a distància, i les connexions entre gens i els seus elements reguladors s'afebleixen, amb canvis associats en programes neuronals, sinàptics, metabòlics i de resposta a l'estrès, a més de senyals de senescència en la micròglia, les cèl·lules immunitàries del cervell.
El treball és rellevant perquè no és un anunci corporatiu ni una prova de capacitats d'un model de llenguatge, sinó un resultat tècnic amb mètode i avaluació sobre una malaltia que, segons l'article, afecta ja «set milions de persones» només als Estats Units: mostra que l'organització física del genoma -no només quins gens s'activen, sinó com es pleguen i es toquen entre ells- és un nivell d'anàlisi on la IA pot destapar mecanismes de malaltia que els mètodes anteriors no captaven, i obre la porta a buscar-hi noves dianes terapèutiques.
Els mateixos autors adverteixen que la troballa és encara descriptiva: mostra una associació entre els canvis d'arquitectura del genoma i l'Alzheimer, no en demostra la relació causal, i caldran estudis futurs per esbrinar si aquests canvis estructurals contribueixen a la progressió de la malaltia o si les regions reguladores afectades poden convertir-se en dianes de tractament; l'anàlisi es basa en mostres de teixit post mortem d'un nombre limitat de persones, no en un assaig clínic.