فريق يستخدم الذكاء الاصطناعي والروبوتات لعلاج إصابات الحبل الشوكي

استخدم فريق من الباحثين في جامعة روتجرز الذكاء الاصطناعي (AI) والروبوتات لصياغة البروتينات العلاجية. تمكن الفريق من استقرار إنزيم يمكن أن يهضم الأنسجة الندبية الناجمة عن إصابات الحبل الشوكي. يمكنه أيضًا تعزيز تجديد الأنسجة. نشرت الدراسة في Advanced Healthcare Materials.

استقرار الإنزيم

الإنزيم المستقر من قبل الفريق هو Chondroitinase ABS (ChABC). آدم غورملي هو المحقق الرئيسي للمشروع وأستاذ مساعد في الهندسة الحيوية في مدرسة الهندسة في جامعة روتجرز – نيو برونزويك. “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 غورملي. وفقًا لغورملي، جزء من دوافعه لإكمال هذا العمل يأتي من صلة شخصية بإصابة الحبل الشوكي. “لن أنسى أبدًا أنني في المستشفى وتعلمت أن صديقًا مقربًا من الكلية لن يتمكن من المشي مرة أخرى بعد أن أصبح مشلولًا من الورك لأسفل بعد حادث دراجة جبلية”، قال غورملي. “العلاج الذي نحن نطوره قد يساعد في يوم من الأيام الأشخاص مثل صديقي على تقليل الندبة على الحبل الشوكي واستعادة الوظيفة. هذا هو سبب جيد للاستيقاظ في الصباح والكفاح من أجل تقدم العلوم والعلاج المحتمل”.

تعزيز تجديد الأنسجة

شاشانك كوسوري هو طالب دكتوراه في الهندسة الحيوية في مدرسة الهندسة في جامعة 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، ويؤدي ذلك إلى إنتاج أنسجة ندبية كثيفة. يمكن لإنزيم ChABC أن يهضم جزيئات الأنسجة الندبية وتعزيز تجديد الأنسجة، ولكنه غير مستقر عند درجة حرارة الجسم البشري (98.6 درجة فهرنهايت). في هذه الدرجة، يفقد جميع النشاط في غضون ساعات قليلة. يمكن للبوليمرات المصنعة أن تلف حول ChABC وتستقرها في بيئات معادية. استخدم الباحثون نهجًا مدفوعًا بالذكاء الاصطناعي يتضمن روبوتات التعامل السائل لتركيب واختبار قدرة البوليمرات على استقرار ChABC والحفاظ على نشاطها عند 98.6 درجة فهرنهايت. نجح الباحثون في تحديد بوليمرات عديدة أدت أداء جيدًا، وتم الحفاظ على بوليمر واحد ل 30٪ من الإنزيم لمدة تصل إلى أسبوع. يمكن أن يكون لهذه النتائج عواقب كبيرة على الرعاية المستقبلية لإصابات الحبل الشوكي.