Ao empregar inteligência artificial (IA) e robótica para formular proteínas terapêuticas, uma equipe liderada por pesquisadores da Rutgers estabilizou com sucesso uma enzima capaz de degradar o tecido cicatricial resultante de lesões na medula espinhal e promover a regeneração do tecido.
O estudo, publicado recentemente na Advanced Healthcare Materials, detalha a estabilização inovadora da equipe da enzima Condroitinase ABC (ChABC), oferecendo uma nova esperança para pacientes que lidam com lesões na medula espinhal.
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 em uma quantidade tão grande. É uma grande conquista científica.”
Adam Gormley, investigador principal do projeto e professor assistente de engenharia biomédica na Rutgers School of Engineering (SOE), Rutgers University-New Brunswick
Gormley expressou que sua pesquisa também é motivada, em parte, por uma conexão pessoal com lesão na medula espinhal.
“Eu nunca vou esquecer de estar no hospital e saber que um amigo próximo da faculdade provavelmente nunca voltaria a andar depois de ficar paralisado da cintura para baixo após um acidente de mountain bike”, lembrou 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. Esta é uma ótima razão para acordar de manhã e lutar para promover a ciência e a terapia potencial”.
Shashank Kosuri, estudante de doutorado em engenharia biomédica da Rutgers SOE e principal autor do estudo, observou que lesões na medula espinhal, ou SCIs, podem afetar negativamente o bem-estar físico, psicológico e socioeconômico dos pacientes e suas famílias. Logo após uma lesão medular, uma cascata secundária de inflamação produz um tecido cicatricial denso que pode inibir ou impedir a regeneração do tecido nervoso.
A enzima estabilizada com sucesso no estudo, ChABC, é conhecida por degradar as moléculas do tecido cicatricial e promover a regeneração do tecido, mas é altamente instável à temperatura do corpo humano de 98,6 ° F. e perde toda a atividade em poucas horas. Kosuri observou que isso requer infusões múltiplas e caras em doses muito altas para manter a eficácia terapêutica .
Copolímeros sintéticos são capazes de envolver enzimas como ChABC e estabilizá-las em microambientes hostis. Para estabilizar a enzima, os pesquisadores utilizaram uma abordagem orientada por IA com robótica de manuseio de líquidos para sintetizar e testar a capacidade de vários copolímeros de estabilizar o ChABC e manter sua atividade a 98,6 ° F.
Enquanto os pesquisadores conseguiram identificar vários copolímeros com bom desempenho, Kosuri relatou que uma combinação de copolímeros continuou a reter 30% da enzima por até uma semana, um resultado promissor para pacientes que procuram atendimento para lesões na medula espinhal.
O estudo recebeu apoio de doações financiadas pelo National Institutes of Health, National Science Foundation e The New Jersey Commission on Spinal Med research. Além de Gormley e Kosuri, a equipe de pesquisa da Rutgers também incluiu o professor Li Cai da SOE e o distinto professor Martin Yarmush, bem como vários alunos afiliados à SOE. Professores e alunos do Departamento de Engenharia Química e Biológica da Universidade de Princeton também colaboraram no projeto.
Artigo Retirado de News Medical.
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