Equipe Usa Inteligência Artificial e Robótica para Tratar Lesões na Medula Espinal

Uma equipe de pesquisadores da Rutgers University empregou inteligência artificial (IA) e robótica para formular proteínas terapêuticas. A equipe conseguiu estabilizar com sucesso uma enzima que pode degradar tecidos cicatriciais resultantes de lesões na medula espinal. Ela também pode promover a regeneração de tecidos.

O estudo foi publicado em Advanced Healthcare Materials. 

Estabilizando a Enzima

A enzima estabilizada pela equipe é a Chondroitinase ABS (ChABC).

Adam Gormley é o investigador principal do projeto e professor assistente de engenharia biomédica na Rutgers School of Engineering (SOE) na Rutgers University-New Brunswick.

“Este estudo representa uma das primeiras vezes em que a inteligência artificial e a robótica foram usadas para formular proteínas terapêuticas altamente sensíveis e estender sua atividade por uma quantidade tão grande. É um grande feito científico”, disse Gormley. 

De acordo com Gormley, parte de sua motivação para concluir este trabalho vem de uma conexão pessoal com lesões na medula espinal.

“Nunca esquecerei estar no hospital e aprender que um amigo próximo da faculdade provavelmente nunca mais caminharía após ser paralisado da cintura para baixo após um acidente de mountain bike”, disse Gormley. “A terapia que estamos desenvolvendo pode um dia ajudar pessoas como meu amigo a diminuir a cicatriz em suas medulas espinhais e recuperar a função. Este é um grande motivo para acordar de manhã e lutar para avançar a ciência e a terapia potencial.”

Promovendo a Regeneração de Tecidos

Shashank Kosuri é um estudante de doutorado em engenharia biomédica na Rutgers SOE e um dos principais autores do estudo. 

Kosuri destaca que lesões na medula espinal podem afetar negativamente o bem-estar psicológico, físico e socioeconômico dos pacientes e de suas famílias. Após uma dessas lesões, uma cascata secundária de inflamação ocorre, e isso produz tecido cicatricial denso. 

A ChABC é capaz de degradar moléculas de tecido cicatricial e promover a regeneração de tecidos, mas é altamente instável à temperatura do corpo humano (98,6° F). Nessa temperatura, ela perde toda a atividade em poucas horas. 

Copolímeros sintéticos podem envolver a ChABC e estabilizá-la em microambientes hostis. Os pesquisadores estabilizaram a enzima usando uma abordagem impulsionada por IA envolvendo robótica de manipulação de líquidos para sintetizar e testar a capacidade dos copolímeros de estabilizar a ChABC e manter sua atividade a 98,6° F. 

Os pesquisadores conseguiram identificar vários copolímeros que se saíram bem, e um copolímero reteve 30% da enzima por até uma semana. Esses resultados podem ter implicações importantes no cuidado futuro de lesões na medula espinal.