Tým využívá umělou inteligenci a robotiku pro léčbu poranění míchy

Tým výzkumníků z Rutgersovy univerzity využil umělou inteligenci (AI) a robotiku k formulaci terapeutických proteinů. Tým úspěšně stabilizoval enzym, který může rozložit jizvy vzniklé v důsledku poranění míchy, a může také podporovat regeneraci tkání.

Studie byla zveřejněna v Advanced Healthcare Materials.

Stabilizace enzymu

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

Adam Gormley je hlavním výzkumníkem projektu a asistentem 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 pro dokončení této práce osobním spojením s poraněním míchy.

„Nikdy nezapomenu, že jsem byl v nemocnici a dozvěděl se, že můj blízký kolega z college pravděpodobně už nikdy nebude chodit, protože byl ochrnut od pasu dolů po nehodě na horském kole,“ řekl Gormley. „Terapie, kterou vyvíjíme, by mohla jednoho dne pomoci lidem, jako je můj kolega, zmírnit jizvu na jejich míše a obnovit funkci. To je velký důvod, proč se ráno probouzet a bojovat za další vědu a potenciální terapii.“

Promování 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 takovém 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 tělesné teplotě (98,6° F). Při této teplotě ztrácí veškerou aktivitu během několika hodin.

Syntetické kopolymery mohou obalit ChABC a stabilizovat jej v nepřátelských mikroprostředích. Výzkumníci stabilizovali enzym pomocí AI řízeného přístupu zahrnujícího robotiku pro manipulaci s kapalinami, aby syntetizovali a otestovali schopnost kopolymerů stabilizovat ChABC a udržet jeho aktivitu při 98,6° F.

Výzkumníci úspěšně identifikovali několik kopolymerů, které fungovaly dobře, a jeden kopolymer si zachoval 30 % enzymu po dobu až jednoho týdne. Tyto výsledky by mohly mít významné důsledky pro budoucí péči o poranění míchy.