Team bruger kunstig intelligens og robotik til at behandle rygmarvsskader

Et team af forskere ved Rutgers University har brugt kunstig intelligens (AI) og robotteknologi til at formulere terapeutiske proteiner. Holdet var i stand til at stabilisere et enzym, der kan nedbryde arvæv som følge af rygmarvsskader. Det kan også fremme vævsregenerering. 

Undersøgelsen blev offentliggjort i Avancerede sundhedsmaterialer. 

Stabilisering af enzymet

Enzymet stabiliseret af holdet er Chondroitinase ABS (ChABC).

Adam Gormley er den primære efterforsker af projektet og assisterende professor i biomedicinsk teknik ved Rutgers School of Engineering (SOE) ved Rutgers University-New Brunswick.

"Dette studie repræsenterer en af ​​de første gange, kunstig intelligens og robotteknologi er blevet brugt til at formulere meget følsomme terapeutiske proteiner og udvide deres aktivitet med så stor en mængde. Det er en stor videnskabelig præstation,” sagde Gormely. 

Ifølge Gormley kommer en del af hans motivation til at fuldføre dette arbejde fra en personlig forbindelse til rygmarvsskade.

"Jeg vil aldrig glemme at være på hospitalet og lære, at en nær universitetsven sandsynligvis aldrig ville gå igen efter at være blevet lam fra taljen og ned efter en mountainbike-ulykke," sagde Gormely. "Den terapi, vi udvikler, kan en dag hjælpe mennesker som min ven med at mindske arret på deres rygmarv og genvinde funktion. Dette er en god grund til at vågne op om morgenen og kæmpe for at fremme videnskaben og den potentielle terapi."

Fremme vævsregenerering

Shashank Kosuri er en biomedicinsk ingeniørstuderende ved Rutgers SOE og en hovedforfatter af undersøgelsen. 

Kosuri fremhæver, at rygmarvsskader kan have en negativ indvirkning på patienternes og deres familiers psykologiske, fysiske og socioøkonomiske velbefindende. Efter en af ​​disse skader finder en sekundær kaskade af betændelse sted, og dette producerer tæt arvæv. 

ChABC er i stand til at nedbryde arvævsmolekyler og fremme vævsregenerering, men det er meget ustabilt ved den menneskelige kropstemperatur (98.6 ° F). Ved denne temperatur mister den al aktivitet inden for få timer. 

Syntetiske copolymerer kan omvikle ChABC og stabilisere dem i fjendtlige mikromiljøer. Forskerne stabiliserede enzymet ved at bruge en AI-drevet tilgang, der involverer væskehåndteringsrobotik til at syntetisere og teste copolymerers evne til at stabilisere ChABC og opretholde dets aktivitet ved 98.6 ° F. 

Det lykkedes forskerne at identificere flere copolymerer, der klarede sig godt, og en copolymer beholdt 30% af enzymet i op til en uge. Disse resultater kan have store konsekvenser for fremtidig behandling af rygmarvsskader.