Tim Menggunakan AI dan Robotika untuk Mengobati Cedera Sumsum Tulang Belakang

Sebuah tim peneliti di Rutgers University telah menggunakan kecerdasan buatan (AI) dan robotika untuk merumuskan protein terapi. Tim tersebut berhasil mengstabilkan sebuah enzim yang dapat mendegradasi jaringan parut yang dihasilkan dari cedera sumsum tulang belakang. Ini juga dapat mempromosikan regenerasi jaringan. 

Studi ini diterbitkan di Advanced Healthcare Materials. 

Mengstabilkan Enzim

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

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

“Studi ini mewakili salah satu kali pertama kecerdasan buatan dan robotika digunakan untuk merumuskan protein terapi yang sangat sensitif dan memperpanjang aktivitasnya dengan jumlah yang sangat besar. Ini adalah prestasi ilmiah yang besar,” kata Gormley. 

Menurut Gormley, sebagian dari motivasinya untuk menyelesaikan pekerjaan ini datang dari koneksi pribadi dengan cedera sumsum tulang belakang.

“Saya tidak akan pernah melupakan saat saya berada di rumah sakit dan belajar bahwa seorang teman dekat saya kemungkinan tidak akan pernah berjalan lagi setelah menjadi lumpuh dari pinggang ke bawah setelah kecelakaan sepeda gunung,” kata Gormley. “Terapi yang kami kembangkan mungkin suatu hari nanti membantu orang-orang seperti teman saya mengurangi bekas luka pada sumsum tulang belakang mereka dan memulihkan fungsi. Ini adalah alasan yang baik untuk bangun di pagi hari dan berjuang untuk memajukan ilmu pengetahuan dan terapi potensial.”

Mempromosikan Regenerasi Jaringan

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

Kosuri menyoroti bahwa cedera sumsum tulang belakang dapat berdampak negatif pada kesejahteraan psikologis, fisik, dan sosio-ekonomi pasien dan keluarga mereka. Setelah salah satu cedera ini, terjadi kasus peradangan sekunder, dan ini menghasilkan jaringan parut yang padat. 

ChABC dapat mendegradasi molekul jaringan parut dan mempromosikan regenerasi jaringan, tetapi sangat tidak stabil pada suhu tubuh manusia (98,6° F). Pada suhu ini, ia kehilangan semua aktivitas dalam beberapa jam. 

Kopolimer sintetik dapat membungkus ChABC dan mengstabilkannya dalam lingkungan mikro yang tidak bersahabat. Peneliti mengstabilkan enzim dengan menggunakan pendekatan yang didorong AI yang melibatkan robotika pengolahan cair untuk mensintesis dan menguji kemampuan kopolimer untuk mengstabilkan ChABC dan mempertahankan aktivitasnya pada 98,6° F. 

Peneliti berhasil mengidentifikasi beberapa kopolimer yang berkinerja baik, dan satu kopolimer mempertahankan 30% enzim selama satu minggu. Hasil ini dapat memiliki implikasi besar pada perawatan cedera sumsum tulang belakang di masa depan.