Tiimi käyttää tekoälyä ja robottiikkaa selkäydinvammojen hoitoon

Rutgersin yliopiston tutkijaryhmä on käyttänyt tekoälyä ja robottiikkaa lääkeaineiden kehittämiseen. Ryhmä onnistui stabiloimaan entsyymia, joka voi hajottaa arpeudet, jotka johtuvat selkäydinvammasta. Se voi myös edistää kudoksen uudelleenkasvua.

Tutkimus julkaistiin Advanced Healthcare Materials -julkaisussa.

Entsyymien stabiloiminen

Ryhmän stabiloima entsyymi on Kondroitiinisa ABS (ChABC).

Adam Gormley on hankkeen päätutkija ja apulaisprofessori biolääketieteellisessä insinööritieteessä Rutgers School of Engineering (SOE) -yliopistossa Rutgers University-New Brunswickissa.

“Tämä tutkimus edustaa yhtä ensimmäisistä kertaa, jolloin tekoälyä ja robottiikkaa on käytetty herkkien lääkeaineiden kehittämiseen ja niiden toiminnan pidentämiseen niin suurella määrällä. Se on merkittävä tieteellinen saavutus”, Gormley sanoi.

Gormleyn mukaan osa motivaatiosta tämän työn tekemiseen tulee henkilökohtaisesta yhteydestä selkäydinvammaan.

“En voi koskaan unohtaa ollessani sairaalassa ja oppiessani, että läheinen yliopistoystäväni ei todennäköisesti koskaan pystyisi kävelemään jälleen, kun hän oli halvaantunut vyötärön alapuolelta mountain bike -onnettomuuden jälkeen”, Gormley sanoi. “Hoito, jota kehitämme, voi joskus auttaa ihmisiä, kuten ystävääni, vähentämään arpea selkäytimessä ja palauttamaan toimintakyvyn. Tämä on hyvä syy herätä aamulla ja taistella tieteen ja mahdollisen hoidon eteen.”

Kudoksen uudelleenkasvun edistäminen

Shashank Kosuri on biolääketieteellisen insinööritieteen tohtorikoulutettava Rutgers SOE:ssa ja tutkimuksen pääkirjoittaja.

Kosuri korostaa, että selkäydinvammat voivat vaikuttaa negatiivisesti potilaiden ja heidän perheensä psyykkiseen, fyysiseen ja sosio-taloudelliseen hyvinvointiin. Tällaisen vamman jälkeen tapahtuu toissijainen tulehduskuume, josta seuraa tiheä arpeuskudoksen muodostuminen.

ChABC pystyy hajottamaan arpeuskudoksen molekyylejä ja edistämään kudoksen uudelleenkasvua, mutta se on erittäin epävakaa ihmisruumiin lämpötilassa (98,6 °F). Tässä lämpötilassa se menettää kaiken toimintakykynsä muutamassa tunnissa.

Synteettiset kopolymeerit voivat kietoutua ChABC:n ympärille ja stabiloida sen vihamielisissä mikroympäristöissä. Tutkijat stabiloivat entsyymia käyttämällä tekoälyohjattua lähestymistapaa, jossa käytettiin nestekäsittelyrobottiikkaa kopolymeerien syntetisointiin ja testaamiseen ChABC:n stabiloimiseksi ja sen toiminnan ylläpitämiseksi 98,6 °F:ssa.

Tutkijat onnistuivat tunnistamaan useita kopolymeerejä, jotka toimivat hyvin, ja yksi kopolymeeri säilytti 30 % entsyymistä jopa viikon ajan. Nämä tulokset voivat olla merkittäviä tulevaisuuden selkäydinvammojen hoidossa.