Holdet bruger AI og robotteknologi til at behandle rygmarvsskader

Et hold af forskere ved Rutgers University har anvendt kunstig intelligens (AI) og robotteknologi til at formulere terapeutiske proteiner. Holdet var i stand til at stabilisere et enzym, der kan nedbryde arvæv, der resulterer fra rygmarvsskader. Det kan også fremme vævregeneration.

Studiet blev offentliggjort i Advanced Healthcare Materials.

Stabilisering af enzymet

Enzymet, der blev stabiliseret af holdet, er Chondroitinase ABS (ChABC).

Adam Gormley er hovedforsker på projektet og adjunkt i biomedicinsk ingeniørvidenskab ved Rutgers School of Engineering (SOE) på Rutgers University-New Brunswick.

“Dette studie repræsenterer en af de første gange, kunstig intelligens og robotteknologi er blevet brugt til at formulere højt sensitive terapeutiske proteiner og udvide deres aktivitet med så meget. Det er en stor videnskabelig præstation,” sagde Gormley.

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

“Jeg vil aldrig glemme at være på hospitalet og lære, at en nær collegevenn sandsynligvis aldrig ville kunne gå igen efter at være blevet lammet fra livet og ned efter en mountainbikeulykke,” sagde Gormley. “Terapien, vi udvikler, kan måske en dag hjælpe mennesker som min ven med at mindske arvet på deres rygmarv og genopnå funktion. Dette er en god grund til at vågne op om morgenen og kæmpe for at fremme videnskaben og den potentielle terapi.”

Fremme af vævregeneration

Shashank Kosuri er en biomedicinsk ingeniør-ph.d.-studerende ved Rutgers SOE og en af hovedforfatterne af studiet.

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

ChABC kan nedbryde arvævmolekyler og fremme vævregeneration, men det er meget ustabile ved kroppens temperatur (98,6° F). Ved denne temperatur mister det alle aktiviteter inden for få timer.

Syntetiske copolymerer kan omgive ChABC og stabilisere det i fjendtlige mikromiljøer. Forskerne stabiliserede enzymet ved at bruge en AI-dreven tilgang, der involverer væskebehandling robotteknologi til at syntetisere og teste evnen af copolymerer til at stabilisere ChABC og opretholde dets aktivitet ved 98,6° F.

Forskerne lykkedes med at identificere flere copolymerer, der fungerede godt, og en copolymer beholdt 30% af enzymet i op til en uge. Disse resultater kunne have store implikationer for fremtidig behandling af rygmarvsskader.