Команда использует искусственный интеллект и робототехнику для лечения травм спинного мозга

Группа исследователей из Университета Рутгерса использовала искусственный интеллект (ИИ) и робототехнику для создания терапевтических белков. Команде удалось успешно стабилизировать фермент, который может разрушать рубцовые ткани, возникающие в результате травм спинного мозга. Он также может способствовать регенерации тканей. 

Исследование было опубликовано в Передовые медицинские материалы. 

Стабилизация фермента

Фермент, стабилизированный командой, представляет собой хондроитиназу ABS (ChABC).

Адам Гормли — главный исследователь проекта и доцент биомедицинской инженерии в Инженерной школе Рутгерса (SOE) Университета Рутгерса в Нью-Брансуике.

«Это исследование представляет собой один из первых случаев использования искусственного интеллекта и робототехники для разработки высокочувствительных терапевтических белков и увеличения их активности на такое большое количество. Это крупное научное достижение», — сказал Гормели. 

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

«Я никогда не забуду, как попал в больницу и узнал, что мой близкий друг по колледжу, скорее всего, никогда больше не сможет ходить после того, как его парализовало ниже пояса после аварии на горном велосипеде», — сказал Гормели. «Терапия, которую мы разрабатываем, может когда-нибудь помочь таким людям, как мой друг, уменьшить шрамы на спинном мозге и восстановить его функции. Это отличный повод проснуться утром и бороться за продвижение науки и потенциальной терапии».

Содействие регенерации тканей

Шашанк Косури — докторант биомедицинской инженерии в Rutgers SOE 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 таких травм возникает вторичный каскад воспаления, в результате которого образуется плотная рубцовая ткань. 

ChABC способен разрушать молекулы рубцовой ткани и способствовать регенерации тканей, но он очень нестабилен при температуре человеческого тела (98.6°F). При такой температуре он теряет всякую активность в течение нескольких часов. 

Синтетические сополимеры могут обволакивать ХАВК и стабилизировать их в неблагоприятных микросредах. Исследователи стабилизировали фермент, используя подход, управляемый искусственным интеллектом, с использованием робототехники для обработки жидкостей, чтобы синтезировать и проверить способность сополимеров стабилизировать ChABC и поддерживать его активность при 98.6 ° F. 

Исследователям удалось идентифицировать несколько сополимеров, которые показали себя хорошо, и один сополимер сохранял 30% фермента в течение одной недели. Эти результаты могут иметь серьезные последствия для будущего лечения травм спинного мозга.