通過使用人工智能 (AI) 和機(jī)器人技術(shù)來配制治療性蛋白質(zhì)，由羅格斯大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊成功地穩(wěn)定了一種酶，該酶能夠降解脊髓損傷導(dǎo)致的疤痕組織并促進(jìn)組織再生。
該研究最近發(fā)表在Advanced Healthcare Materials 上，詳細(xì)介紹了該團(tuán)隊對軟骨素酶 ABC (ChABC) 的突破性穩(wěn)定性，為應(yīng)對脊髓損傷的患者提供了新的希望。
“這項研究代表了人工智能和機(jī)器人技術(shù)首次被用于配制高度敏感的治療性蛋白質(zhì)并大量擴(kuò)展其活性。這是一項重大的科學(xué)成就，”該項目的首席研究員兼羅格斯大學(xué)新不倫瑞克分校羅格斯工程學(xué)院 (SOE)生物醫(yī)學(xué)工程助理教授Adam Gormley說。
Gormley 表示，他的研究在一定程度上也是出于與脊髓損傷的個人聯(lián)系。
“我永遠(yuǎn)不會忘記在醫(yī)院里的經(jīng)歷，并且了解到一位親密的大學(xué)朋友在山地自行車事故后腰部以下癱瘓后可能再也不會走路了，”戈姆利回憶道。“我們正在開發(fā)的療法有朝一日可能會幫助像我朋友這樣的人減輕脊髓上的疤痕并恢復(fù)功能。這是早上醒來并為進(jìn)一步科學(xué)和潛在療法而奮斗的一個很好的理由。”
該研究的主要作者、羅格斯大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程博士生Shashank Kosuri指出，脊髓損傷或 SCI 會對患者及其家人的身體、心理和社會經(jīng)濟(jì)福祉產(chǎn)生負(fù)面影響。SCI 后不久，炎癥的繼發(fā)級聯(lián)會產(chǎn)生致密的疤痕組織，可以抑制或阻止神經(jīng)組織再生。
在研究中成功穩(wěn)定的酶 ChABC 已知可降解疤痕組織分子并促進(jìn)組織再生，但它在 98.6° F 的人體溫度下高度不穩(wěn)定，并在幾小時內(nèi)失去所有活性。Kosuri 指出，這需要以非常高的劑量進(jìn)行多次昂貴的輸注，以保持治療效果。
合成共聚物能夠包裹酶，如 ChABC，并在惡劣的微環(huán)境中穩(wěn)定它們。為了穩(wěn)定酶，研究人員利用人工智能驅(qū)動的方法和液體處理機(jī)器人來合成和測試多種共聚物穩(wěn)定 ChABC 并將其活性保持在 98.6° F 的能力。
雖然研究人員能夠確定幾種表現(xiàn)良好的共聚物，但 Kosuri 報告說，一種共聚物組合甚至可以持續(xù)保留 30% 的酶長達(dá)一周，這對于尋求脊髓損傷護(hù)理的患者來說是一個有希望的結(jié)果。
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