Команда использует ИИ и робототехнику для лечения травм спинного мозга

Команда исследователей в Университете Рутгерса использовала искусственный интеллект (ИИ) и робототехнику для разработки терапевтических белков. Команда смогла успешно стабилизировать фермент, который может разрушать рубцовые ткани, образующиеся в результате травм спинного мозга. Он также может способствовать регенерации тканей.

Исследование было опубликовано в Advanced Healthcare Materials.

Стабилизация фермента

Фермент, стабилизированный командой, – это Хондроитиназа ABC (ChABC).

Адам Гормли – основной исследователь проекта и ассистент-профессор биомедицинской инженерии в Школе инженерии Рутгерса (SOE) в Университете Рутгерса-Нью-Брансуик.

«Это исследование представляет одно из первых случаев, когда искусственный интеллект и робототехника были использованы для разработки высокочувствительных терапевтических белков и продления их активности на такую большую величину. Это значительное научное достижение», – сказал Гормли.

По словам Гормли, часть его мотивации для завершения этой работы исходит из личной связи с травмой спинного мозга.

«Я никогда не забуду, как я был в больнице и узнал, что мой близкий друг из колледжа, скорее всего, никогда не сможет ходить после того, как был парализован от пояса вниз после несчастного случая на горном велосипеде», – сказал Гормли. «Терапия, которую мы разрабатываем, может однажды помочь людям, таким как мой друг, уменьшить рубец на их спинном мозге и восстановить функцию. Это великая причина просыпаться утром и бороться за продвижение науки и потенциальной терапии».

Содействие регенерации тканей

Шашанк Косури – аспирант биомедицинской инженерии в Школе инженерии Рутгерса и ведущий автор исследования.

Косури подчеркивает, что травмы спинного мозга могут негативно повлиять на психологическое, физическое и социально-экономическое благополучие пациентов и их семей. После одной из этих травм происходит вторичный каскад воспаления, который приводит к образованию плотной рубцовой ткани.

ChABC может разрушать молекулы рубцовой ткани и способствовать регенерации тканей, но он очень нестабилен при температуре человеческого тела (98,6°F). При этой температуре он теряет всю активность в течение нескольких часов.

Синтетические сополимеры могут обернуть ChABC и стабилизировать его в враждебных микроокружениях. Исследователи стабилизировали фермент, используя подход, основанный на ИИ, с помощью робототехники для жидкостного обращения для синтеза и тестирования способности сополимеров стабилизировать ChABC и сохранить его активность при 98,6°F.

Исследователи смогли выявить несколько сополимеров, которые хорошо справились с задачей, и один сополимер сохранил около 30% активности фермента на срок до одной недели. Эти результаты могут иметь значительные последствия для будущего лечения травм спинного мозга.