Equipo utiliza inteligencia artificial y robótica para tratar lesiones de la médula espinal

Un equipo de investigadores de la Universidad de Rutgers ha empleado inteligencia artificial (IA) y robótica para formular proteínas terapéuticas. El equipo pudo estabilizar con éxito una enzima que puede degradar tejidos cicatriciales resultantes de lesiones de la médula espinal. También puede promover la regeneración de tejidos.

El estudio se publicó en Advanced Healthcare Materials. 

Estabilizando la enzima

La enzima estabilizada por el equipo es Chondroitinase ABS (ChABC).

Adam Gormley es el investigador principal del proyecto y profesor asistente de ingeniería biomédica en la Escuela de Ingeniería de Rutgers (SOE) en la Universidad de Rutgers-New Brunswick.

“Este estudio representa una de las primeras veces que la inteligencia artificial y la robótica se han utilizado para formular proteínas terapéuticas altamente sensibles y extender su actividad en tal medida. Es un gran logro científico”, dijo Gormley. 

Según Gormley, parte de su motivación para completar este trabajo proviene de una conexión personal con lesiones de la médula espinal.

“Nunca olvidaré estar en el hospital y aprender que un amigo cercano de la universidad probablemente nunca volvería a caminar después de quedar paralizado de la cintura para abajo tras un accidente de bicicleta de montaña”, dijo Gormley. “La terapia que estamos desarrollando puede ayudar a personas como mi amigo a reducir la cicatriz en su médula espinal y recuperar la función. Esta es una gran razón para levantarse por la mañana y luchar para avanzar en la ciencia y la terapia potencial.”

Promoviendo la regeneración de tejidos

Shashank Kosuri es un estudiante de doctorado en ingeniería biomédica en la SOE de Rutgers y autor principal del estudio. 

Kosuri destaca que las lesiones de la médula espinal pueden afectar negativamente el bienestar psicológico, físico y socioeconómico de los pacientes y sus familias. Después de una de estas lesiones, se produce una cascada secundaria de inflamación, y esto produce tejido cicatricial denso. 

ChABC puede degradar moléculas de tejido cicatricial y promover la regeneración de tejidos, pero es altamente inestable a la temperatura del cuerpo humano (98,6° F). A esta temperatura, pierde toda actividad en unas pocas horas. 

Los copolímeros sintéticos pueden envolver ChABC y estabilizarlo en microentornos hostiles. Los investigadores estabilizaron la enzima utilizando un enfoque impulsado por IA que involucra robótica de manipulación de líquidos para sintetizar y probar la capacidad de los copolímeros para estabilizar ChABC y mantener su actividad a 98,6° F. 

Los investigadores lograron identificar varios copolímeros que funcionaron bien, y un copolímero retuvo el 30% de la enzima durante una semana. Estos resultados podrían tener importantes implicaciones en el cuidado futuro de lesiones de la médula espinal.