Tim Menggunakan AI dan Robotika untuk Mengobati Cedera Tulang Belakang

Sebuah tim peneliti di Universitas Rutgers telah menggunakan kecerdasan buatan (AI) dan robotika untuk merumuskan protein terapeutik. Tim berhasil menstabilkan enzim yang dapat mendegradasi jaringan parut akibat cedera tulang belakang. Ini juga dapat meningkatkan regenerasi jaringan. 

Studi ini dipublikasikan dalam Materi Kesehatan Tingkat Lanjut. 

Menstabilkan Enzim

Enzim yang distabilkan oleh tim adalah Chondroitinase ABS (ChABC).

Adam Gormley adalah peneliti utama proyek dan asisten profesor teknik biomedis di Rutgers School of Engineering (SOE) di Rutgers University-New Brunswick.

“Studi ini merupakan salah satu pertama kalinya kecerdasan buatan dan robotika telah digunakan untuk memformulasikan protein terapeutik yang sangat sensitif dan memperluas aktivitasnya dalam jumlah yang begitu besar. Ini pencapaian ilmiah yang besar,” kata Gormely. 

Menurut Gormley, sebagian dari motivasinya untuk menyelesaikan pekerjaan ini berasal dari hubungan pribadi dengan cedera tulang belakang.

“Saya tidak akan pernah lupa berada di rumah sakit dan mengetahui bahwa seorang teman dekat kampus kemungkinan besar tidak akan pernah bisa berjalan lagi setelah lumpuh dari pinggang ke bawah akibat kecelakaan sepeda gunung,” kata Gormely. “Terapi yang kami kembangkan suatu hari nanti dapat membantu orang-orang seperti teman saya mengurangi bekas luka di sumsum tulang belakang mereka dan mendapatkan kembali fungsinya. Ini adalah alasan yang bagus untuk bangun di pagi hari dan berjuang untuk memajukan ilmu pengetahuan dan terapi potensial.”

Mempromosikan Regenerasi Jaringan

Shashank Kosuri adalah mahasiswa doktor teknik biomedis di Rutgers SOE dan penulis utama studi ini. 

Kosuri menyoroti bahwa cedera tulang belakang dapat berdampak negatif terhadap kesejahteraan psikologis, fisik, dan sosial ekonomi pasien dan keluarganya. Mengikuti salah satu dari cedera ini, kaskade peradangan sekunder terjadi, dan ini menghasilkan jaringan parut yang padat. 

ChABC mampu menurunkan molekul jaringan parut dan meningkatkan regenerasi jaringan, tetapi sangat tidak stabil pada suhu tubuh manusia (98.6° F). Pada suhu ini, ia kehilangan semua aktivitasnya dalam beberapa jam. 

Kopolimer sintetis dapat membungkus ChABC dan menstabilkannya di lingkungan mikro yang tidak bersahabat. Para peneliti menstabilkan enzim dengan menggunakan pendekatan berbasis AI yang melibatkan robot penanganan cairan untuk mensintesis dan menguji kemampuan kopolimer untuk menstabilkan ChABC dan mempertahankan aktivitasnya pada suhu 98.6°F. 

Para peneliti berhasil mengidentifikasi beberapa kopolimer yang berkinerja baik, dan satu kopolimer mempertahankan 30% enzim hingga satu minggu. Hasil ini bisa memiliki implikasi besar pada perawatan cedera tulang belakang di masa depan.