فريق يستخدم الذكاء الاصطناعي والروبوتات لعلاج إصابات الحبل الشوكي

استخدم فريق من الباحثين في جامعة روتجرز الذكاء الاصطناعي والروبوتات لصياغة البروتينات العلاجية. نجح الفريق في استقرار إنزيم يمكنه تكسير الأنسجة الندبية الناتجة عن إصابات الحبل الشوكي. كما يمكنه تعزيز تجديد الأنسجة.

نشرت الدراسة في Advanced Healthcare Materials.

استقرار الإنزيم

الإنزيم المستقر بواسطة الفريق هو كوندرويتيناز ABC (ChABC).

آدم جورملي هو الباحث الرئيسي للمشروع وأستاذ مساعد في الهندسة الطبية الحيوية في مدرسة الهندسة بجامعة روتجرز-نيو برانزويك.

“تعتبر هذه الدراسة واحدة من أولى المرات التي يتم فيها استخدام الذكاء الاصطناعي والروبوتات لصياغة بروتينات علاجية حساسة للغاية وتمديد نشاطها بمقدار كبير. إنه إنجاز علمي كبير”، قال جورملي.

وفقًا لجورملي، جزء من دوافعه لإكمال هذا العمل يأتي من صلة شخصية بإصابة الحبل الشوكي.

“لن أنسى أبدًا كوني في المستشفى واعلم أن صديقي المقرب من الجامعة ربما لن يستطيع المشي مرة أخرى بعد أن تعرض لشل من الخصر إلى الأسفل بعد حادث دراجة جبلية”، قال جورملي. “العلاج الذي نطوره قد يساعد يومًا ما أشخاصًا مثل صديقي على تقليل الندبة على الحبل الشوكي واستعادة الوظيفة. هذا هو سبب جيد للاستيقاظ في الصباح ومواصلة العلم والعلاج المحتمل”.

تعزيز تجديد الأنسجة

شاشانك كوسوري هو طالب دكتوراه في الهندسة الطبية الحيوية في مدرسة الهندسة بجامعة روتجرز وكاتب رائد في الدراسة.

يشير كوسوري إلى أن إصابات الحبل الشوكي يمكن أن تؤثر سلبًا على الصحة النفسية والجسدية والاجتماعية والاقتصادية للمرضى وأسرهم. بعد واحدة من هذه الإصابات، يحدث تدفق ثانوي من الالتهاب، مما ينتج عنه نسيج ندبي كثيف.

يمكن لإنزيم ChABC تكسير جزيئات الأنسجة الندبية وتعزيز تجديد الأنسجة، لكنه غير مستقر عند درجة حرارة الجسم البشرية (98.6° فهرنهايت). عند هذه الدرجة، يفقد جميع النشاط في غضون ساعات قليلة.

يمكن للبوليمرات المشتركة الاصطناعية أن تلف حول ChABC وتثبتها في بيئات معادية. استقر الفريق الإنزيم باستخدام نهج مدفوع بالذكاء الاصطناعي يتضمن روبوتات التعامل السائل لتخليق واختبار قدرة البوليمرات المشتركة على تثبيت ChABC والحفاظ على نشاطه عند 98.6° فهرنهايت.

نجح الباحثون في تحديد عدة بوليمرات مشتركة ذات أداء جيد، وحافظ أحدها على نحو 30% من نشاط الإنزيم لمدة تصل إلى أسبوع. يمكن أن يكون لهذه النتائج عواقب كبيرة على الرعاية المستقبلية لإصابات الحبل الشوكي.