Η Ομάδα Χρησιμοποιεί Τεχνητή Νοημοσύνη και Ρομποτική για τη Θεραπεία Τραυμάτων του Νωτιαίου Μυελού

Μια ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο Rutgers έχει χρησιμοποιήσει τη τεχνητή νοημοσύνη (ΤΝ) και τη ρομποτική για να διαμορφώσει θεραπευτικές πρωτεΐνες. Η ομάδα κατάφερε να σταθεροποιήσει με επιτυχία ένα ενζύμο που μπορεί να αποικοδομήσει ουλώδη ιστό που προκύπτει από τραύματα του νωτιαίου μυελού. Μπορεί επίσης να προωθήσει την αναγέννηση των ιστών.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο Advanced Healthcare Materials.

Σταθεροποίηση του Ενζύμου

Το ενζύμο που σταθεροποιήθηκε από την ομάδα είναι η Χονδροιτανάση ABC (ChABC).

Ο Adam Gormley είναι ο κύριος ερευνητής του έργου και βοηθός καθηγητής βιοϊατρικής μηχανικής στο Rutgers School of Engineering (SOE) στο Rutgers University-New Brunswick.

«Αυτή η μελέτη αντιπροσωπεύει μια από τις πρώτες φορές που η τεχνητή νοημοσύνη και η ρομποτική έχουν χρησιμοποιηθεί για να διαμορφώσουν εξαιρετικά ευαίσθητες θεραπευτικές πρωτεΐνες και να επεκτείνουν τη δραστηριότητά τους με τόσο μεγάλο βαθμό. Είναι μια σημαντική επιστημονική επιτυχία», είπε ο Gormley.

Σύμφωνα με τον Gormley, μέρος των κινήτρων του για την ολοκλήρωση αυτού του έργου προέρχεται από μια προσωπική σύνδεση με τραύματα του νωτιαίου μυελού.

«Δεν θα ξεχάσω ποτέ ότι ήμουν στο νοσοκομείο και έμαθα ότι ένας στενός φίλος από το κολλέγιο θα μπορούσε πιθανότατα να μην περπατήσει ποτέ ξανά αφού έμεινε παράλυτος από τη μέση και κάτω σε ατύχημα με ποδήλατο βουνού», είπε ο Gormley. «Η θεραπεία που αναπτύσσουμε ίσως κάποια μέρα βοηθήσει ανθρώπους όπως ο φίλος μου να μειώσουν την ουλή στον νωτιαίο μυελό και να ανακτήσουν τη λειτουργία. Αυτό είναι ένας μεγάλος λόγος για να ξυπνήσετε το πρωί και να αγωνιστείτε για την επιστήμη και τη δυνατότητα θεραπείας».

Προώθηση της Αναγέννησης των Ιστών

Ο Shashank Kosuri είναι φοιτητής διδακτορικού προγράμματος βιοϊατρικής μηχανικής στο Rutgers SOE και ένας από τους κύριους συγγραφείς της μελέτης.

Ο Kosuri υπογραμμίζει ότι τα τραύματα του νωτιαίου μυελού μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά την ψυχολογική, σωματική και κοινωνικοοικονομική ευημερία των ασθενών και των οικογενειών τους. Μετά από ένα τέτοιο τραύμα, μια δευτερεύουσα κασκάδα φλεγμονής λαμβάνει χώρα και παράγει πυκνό ουλώδη ιστό.

Η ChABC μπορεί να αποικοδομήσει μόρια ουλώδους ιστού και να προωθήσει την αναγέννηση των ιστών, αλλά είναι εξαιρετικά ασταθής στη θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος (98,6°F). Σε αυτή τη θερμοκρασία, χάνει όλη τη δραστηριότητά της μέσα σε λίγες ώρες.

Οι συνθετικοί κοπολυμερείς μπορούν να περιβάλλουν τη ChABC και να τη σταθεροποιούν σε εχθρικά μικροπεριβάλλοντα. Οι ερευνητές σταθεροποίησαν το ενζύμο χρησιμοποιώντας μια προσέγγιση που οδηγείται από την ΤΝ και ρομποτικό χειρισμό υγρών για να συνθέσουν και να δοκιμάσουν την ικανότητα των κοπολυμερών να σταθεροποιήσουν τη ChABC και να διατηρήσουν τη δραστηριότητά της ở 98,6°F.

Οι ερευνητές κατάφεραν να αναγνωρίσουν αρκετά συμπολυμερή που απέδωσαν καλά, και ένας κοπολυμερής διατήρησε περίπου το 30% της ενζυμικής δραστηριότητας για μέχρι και μια εβδομάδα. Αυτά τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να έχουν σημαντικές επιπτώσεις στη μελλοντική φροντίδα των τραυμάτων του νωτιαίου μυελού.