Команда використовує штучний інтелект і робототехніку для лікування травм спинного мозку

Команда дослідників з Університету Рутгерса використала штучний інтелект (ШІ) та робототехніку для розробки терапевтичних білків. Команда успішно стабілізувала фермент, який може розщеплювати рубцеву тканину, що виникає внаслідок травм спинного мозку. Він також може сприяяти регенерації тканин.

Дослідження було опубліковано в Advanced Healthcare Materials.

Стабілізація ферменту

Фермент, стабілізований командою, – хондроїтиназа АБС (ChABC).

Адам Гормлі є головним дослідником проекту та асистентом професора біомедичної інженерії в Школі інженерії Університету Рутгерса (SOE) в Університеті Рутгерса-Нью-Брансвіка.

“Ця робота представляє одне з перших випадків використання штучного інтелекту та робототехніки для розробки високочутливих терапевтичних білків і розширення їхньої діяльності на таку велику кількість. Це велике наукове досягнення”, – сказав Гормлі.

За словами Гормлі, частина його мотивації для виконання цієї роботи полягає в особистій зв’язку з травмою спинного мозку.

“Я ніколи не забуду, як був у лікарні і дізнався, що близький друг з коледжу, ймовірно, ніколи не буде ходити після того, як був паралізований від пояса вниз після аварії на гірському велосипеді”, – сказав Гормлі. “Терапія, яку ми розробляємо, може допомогти людям, таким як мій друг, зменшити рубцеву тканину на спинному мозку і відновити функцію. Це велика причина прокинутися вранці і боротися за розвиток науки та потенційної терапії.”

Сприяння регенерації тканин

Шашанк Косурі – аспірант біомедичної інженерії в Школі інженерії Університету Рутгерса і головний автор дослідження.

Косурі підкреслює, що травми спинного мозку можуть негативно вплинути на психологічне, фізичне та соціально-економічне благополуччя пацієнтів і їхніх сімей. Після однієї з цих травм відбувається вторинна каскадна інфламація, яка призводить до утворення щільної рубцевої тканини.

ChABC能够 розщеплювати молекули рубцевої тканини і сприяє регенерації тканин, але він дуже нестабільний при температурі людського тіла (98,6°F). При цій температурі він втрачає всю діяльність протягом декількох годин.

Синтетичні кополімери можуть обгортати ChABC і стабілізувати його в ворожих мікросередовищах. Дослідники стабілізували фермент, використовуючи підхід, керований штучним інтелектом, який涉ляє робототехніку для синтезу та тестування здатності кополімерів стабілізувати ChABC і підтримувати його діяльність при 98,6°F.

Дослідники вдалося ідентифікувати кілька кополімерів, які добре виконували свою роботу, і один кополімер зберіг 30% ферменту протягом тижня. Ці результати можуть мати великі наслідки для майбутнього лікування травм спинного мозку.