Tým využívá umělou inteligenci a robotiku k léčbě poranění míchy

Tým výzkumníků na Rutgers University využil umělou inteligenci (AI) a robotiku k formulaci terapeutických proteinů. Tým se podařilo úspěšně stabilizovat enzym, který může rozložit jizvy vzniklé v důsledku poranění míchy, a může také podporovat regeneraci tkání. 

Studie byla publikována v Advanced Healthcare Materials. 

Stabilizace enzymu

Enzym, který tým stabilizoval, je Chondroitinase ABS (ChABC).

Adam Gormley je hlavní výzkumník projektu a asistent profesora biomedicínského inženýrství na Rutgers School of Engineering (SOE) na Rutgers University-New Brunswick.

“Tato studie představuje jednu z prvních příležitostí, kdy byla umělá inteligence a robotika použita k formulaci vysoce citlivých terapeutických proteinů a prodloužení jejich aktivity o tak velkou míru. Je to velký vědecký úspěch,” řekl Gormley. 

Podle Gormleyho je část jeho motivace k dokončení této práce osobním spojením s poraněním míchy.

“Nikdy nezapomenu, jak jsem byl v nemocnici a dozvěděl se, že můj blízký kolega z college nebude pravděpodobně nikdy chodit again po tom, co byl ochromen od pasu dolů po nehodě na horském kole,” řekl Gormley. “Terapie, kterou vyvíjíme, může jednoho dne pomoci lidem, jako je můj kolega, zmírnit jizvu na jejich míše a získat zpět funkci. To je velký důvod, proč se ráno probouzet a bojovat za další vědu a potenciální terapii.”

Podpora regenerace tkání

Shashank Kosuri je doktorand biomedicínského inženýrství na Rutgers SOE a hlavní autor studie. 

Kosuri zdůrazňuje, že poranění míchy mohou negativně ovlivnit psychické, fyzické a socio-ekonomické blaho pacientů a jejich rodin. Po jednom z těchto poranění dochází k sekundární kaskádě zánětu, která produkuje hustou jizvu. 

ChABC je schopen rozložit molekuly jizvy a podporovat regeneraci tkání, ale je vysoce nestabilní při teplotě lidského těla (98,6° F). Při této teplotě ztrácí veškerou aktivitu během několika hodin. 

Syntetické kopolymerové látky mohou obalit ChABC a stabilizovat je v nepřátelském mikroprostředí. Výzkumníci stabilizovali enzym pomocí AI-řízeného přístupu zahrnujícího robotiku pro manipulaci s kapalinami k syntéze a testování schopnosti kopolymerů stabilizovat ChABC a udržet jeho aktivitu při 98,6° F. 

Výzkumníci se podařilo identifikovat několik kopolymerů, které fungovaly dobře, a jeden kopolymer si udržel 30% enzymu po dobu až jednoho týdne. Tyto výsledky by mohly mít velké důsledky pro budoucí péči o poranění míchy.