Echipa utilizează inteligența artificială și robotică pentru a trata leziunile medulare

O echipă de cercetători de la Universitatea Rutgers a utilizat inteligența artificială (IA) și robotică pentru a formula proteine terapeutice. Echipa a reușit să stabilizeze cu succes o enzimă care poate degrada țesuturile cicatriciale rezultate din leziunile medulare și poate promova regenerarea țesuturilor.

Studiul a fost publicat în Advanced Healthcare Materials.

Stabilizarea enzimei

Enzima stabilizată de echipă este Chondroitinaza ABS (ChABC).

Adam Gormley este investigatorul principal al proiectului și profesor asistent de inginerie biomedicală la Școala de Inginerie (SOE) a Universității Rutgers-New Brunswick.

„Acest studiu reprezintă una dintre primele ori când inteligența artificială și robotică au fost utilizate pentru a formula proteine terapeutice foarte sensibile și pentru a prelungi activitatea lor cu atât de mult. Este o realizare științifică majoră”, a declarat Gormley.

Conform lui Gormley, o parte a motivației sale de a finaliza acest lucru provine dintr-o legătură personală cu leziunile medulare.

„Nu voi uita niciodată când am fost la spital și am aflat că un prieten apropiat de la facultate nu va putea niciodată să meargă din nou, după ce a fost paralizat de la brâul în jos, în urma unui accident de mountain bike”, a declarat Gormley. „Terapia pe care o dezvoltăm ar putea ajuta, într-o zi, oameni ca prietenul meu să reducă cicatricea de pe măduva spinării și să-și recapete funcțiile. Acesta este un motiv excelent pentru a mă trezi dimineața și a lupta pentru a avansa știința și terapia potențială.”

Promovarea regenerării țesuturilor

Shashank Kosuri este student doctorand în inginerie biomedicală la SOE și autor principal al studiului.

Kosuri subliniază că leziunile medulare pot avea un impact negativ asupra stării psihologice, fizice și socio-economice a pacienților și familiilor lor. După una dintre aceste leziuni, are loc o cascadă secundară de inflamație, care produce țesut cicatricial dens.

ChABC poate degrada moleculele de țesut cicatricial și promova regenerarea țesuturilor, dar este foarte instabilă la temperatura corpului uman (98,6°F). La această temperatură, își pierde toată activitatea în câteva ore.

Copolimerii sintetici pot înconjura ChABC și o pot stabiliza în micro-medii ostile. Cercetătorii au stabilizat enzima utilizând o abordare condusă de IA, care implică manipularea lichidelor și robotică pentru a sintetiza și testa capacitatea copolimerilor de a stabiliza ChABC și de a menține activitatea la 98,6°F.

Cercetătorii au reușit să identifice mai mulți copolimeri care au funcționat bine, iar un copolimer a păstrat 30% din enzimă timp de o săptămână. Aceste rezultate ar putea avea implicații majore asupra îngrijirii viitoare a leziunilor medulare.