Descoberta Assistida por Máquina dos Complexos de Chondroitinase ABC para Regeneração Neural Sustentada

Entre as muitas moléculas que contribuem para a cicatrização glial, os proteoglicanos de sulfato de condroitina (CSPGs) são conhecidos por serem potentes inibidores da regeneração neuronal. A chondroitinase ABC (ChABC), uma liase bacteriana, degrada as cadeias laterais de glicosaminoglicanos (GAG) dos CSPGs e promove a regeneração tecidual. No entanto, a ChABC é termicamente instável e perde toda a atividade dentro de algumas horas a 37 °C em condições diluídas. Para superar essa limitação, é relatada a descoberta de um conjunto diversificado de copolímeros aleatórios sob medida que complexam e estabilizam a ChABC a temperatura fisiológica. Os designs dos copolímeros, que são baseados no comprimento da cadeia e na composição dos copolímeros, são identificados usando um paradigma ativo de aprendizado de máquinas, que envolve síntese iterativa de copolímeros, teste de termostabilidade de ChABC após complexação dos copolímeros, modelagem de regressão de processo gaussiano e otimização bayesiana. Os copolímeros são sintetizados por PET-RAFT automatizado e a termostabilidade da ChABC é avaliada pela atividade enzimática retida (REA) após 24 h a 37 °C. Melhorias significativas na REA em três iterações de aprendizado ativo são demonstradas enquanto se identifica copolímeros de desempenho excepcionalmente alto. Notavelmente, um copolímero projetado promove atividade residual de ChABC próxima a 30%, mesmo após uma semana, e supera notavelmente outros métodos comuns de estabilização para ChABC. Juntas, esses resultados destacam um caminho promissor para a regeneração tecidual sustentada.