IA e robótica abre caminho para tratar lesões na medula espinhal

A inteligência artificial e a robótica ajudam a oferecer uma nova esperança aos pacientes com lesões na medula espinhal.
[Imagem: Shashank Kosuri et al. - 10.1002/adhm.202102101]

Enzima ChABC

Ao empregar inteligência artificial (IA) e robótica para formular novas proteínas terapêuticas, uma equipe de pesquisadores estabilizou pela primeira vez uma enzima capaz de degradar o tecido cicatricial resultante de lesões na medula espinhal.

A estabilização inovadora da enzima, conhecida como ChABC (Condroitinase ABC), representa uma nova esperança para pacientes que perderam movimentos em razão de lesões na medula espinhal porque, ao "dissolver" a cicatriz, torna-se possível promover a regeneração do tecido nervoso, eventualmente restabelecendo as conexões com os membros.

Além disso, a descoberta valida o uso das duas ferramentas, que poderão ser usadas no desenvolvimento de outros tratamentos e medicamentos.

"Este estudo representa uma das primeiras vezes em que a inteligência artificial e a robótica foram usadas para formular proteínas terapêuticas altamente sensíveis e ampliar sua atividade em uma quantidade tão grande. É uma grande conquista científica," disse o professor Adam Gormley, da Universidade Rutgers (EUA).

As lesões na medula espinhal impactam fortemente 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, tipicamente levando à perda dos movimentos.

Inteligência Artificial mais robótica

A enzima estabilizada agora, a ChABC, já era conhecida por degradar as moléculas do tecido cicatricial e promover a regeneração do tecido, mas ela é altamente instável na temperatura do corpo humano, perdendo toda sua eficácia em poucas horas, o que reduz drasticamente o efeito potencial do tratamento.

Shashank Kosuri, principal autor do estudo, destaca que essa instabilidade cria a necessidade de múltiplas infusões, muito caras, e em doses muito altas, para manter a eficácia terapêutica.

Por isso, ele e seus colegas se voltaram para copolímeros sintéticos, compostos que são capazes de envolver enzimas, como a ChABC, e estabilizá-las em microambientes hostis. O problema é que descobrir o polímero adequado é uma tarefa virtualmente impossível de se fazer na base da tentativa e erro.

A saída foi encontrada em uma abordagem de seleção das substâncias mais promissoras por inteligência artificial, seguida do uso da robótica para manuseio dos líquidos para sintetizar e testar a capacidade dos copolímeros mais promissores para estabilizar a ChABC e manter sua atividade ao redor dos 37 ºC.

Embora os experimentos tenham identificado vários copolímeros com bom desempenho, Kosuri conta que uma combinação de copolímeros específica continuou a reter 30% da enzima por até uma semana, um resultado promissor para pacientes que procuram atendimento para lesões na medula espinhal.