Lag bruker AI og robotikk for å behandle ryggmargskader

Et team av forskere ved Rutgers University har brukt kunstig intelligens (AI) og robotikk til å formulere terapeutiske proteiner. Teamet klarte å stabilisere et enzym som kan bryte ned arrvev fra ryggmargskader. Det kan også fremme vevsregenerering.

Studien ble publisert i Advanced Healthcare Materials.

Stabilisering av enzymet

Enzymet som ble stabilisert av teamet er Chondroitinase ABS (ChABC).

Adam Gormley er hovedforsker på prosjektet og assistant professor i biomedisinsk ingeniørvitenskap ved Rutgers School of Engineering (SOE) ved Rutgers University-New Brunswick.

“Dette studiet representerer en av de første gangene kunstig intelligens og robotikk har blitt brukt til å formulere svært følsomme terapeutiske proteiner og utvide deres aktivitet med så mye. Det er en stor vitenskapelig prestasjon,” sa Gormley.

Ifølge Gormley kommer en del av hans motivasjon til å fullføre dette arbeidet fra en personlig tilknytning til ryggmargskader.

“Jeg vil aldri glemme å være på sykehuset og lære at en nær college-venn sannsynligvis aldri ville gå igjen etter å ha blitt lammet fra livet og ned etter en ulykke med terrengsykling,” sa Gormley. “Terapien vi utvikler kan en dag hjelpe mennesker som min venn å redusere arr på ryggmargen og gjenopprette funksjon. Dette er en stor grunn til å våkne opp om morgenen og kjempe for å fremme vitenskapen og den potensielle terapien.”

Fremming av vevsregenerering

Shashank Kosuri er en biomedisinsk ingeniør-doktorand ved Rutgers SOE og en av hovedforfatterne av studien.

Kosuri understreker at ryggmargskader kan negativt påvirke den psykiske, fysiske og sosioøkonomiske velværen til pasienter og deres familier. Etter en slik skade skjer en sekundær kaskade av inflamasjon, og dette produserer tett arrvev.

ChABC kan bryte ned arrvevsmolekyler og fremme vevsregenerering, men det er svært ustabil ved kroppstemperatur (98,6° F). Ved denne temperaturen mister det all aktivitet innen få timer.

Syntetiske kopolymere kan omringe ChABC og stabilisere det i fiendtlige mikromiljøer. Forskerne stabiliserte enzymet ved å bruke en AI-drevet tilnærming som involverte væskebehandling robotikk til å syntetisere og teste evnen til kopolymere til å stabilisere ChABC og opprettholde dets aktivitet ved 98,6° F.

Forskerne klarte å identifisere flere kopolymere som fungerte godt, og ett kopolymer beholdt 30% av enzymet i opp til en uke. Disse resultater kunne ha store implikasjoner for fremtidig behandling av ryggmargskader.