Investigadors de la UPF han liderat la creació d’un simulador computacional únic al món per estudiar una de les arrels del mal d’esquena crònic, en el marc d’una recerca amb la col·laboració de l’Institut de Recerca de l’Hospital del Mar (HMRIB). Una de les principals causes del mal d’esquena crònic és la degeneració dels discos situats entre les vèrtebres de la columna, deguda a desajustos dels processos bioquímics que es donen entre les cèl·lules que els conformen. L’equip de recerca ha creat el primer sistema computacional del món per simular aquests processos bioquímics, fruit d’interaccions complexes i difícilment mesurables entre diferents proteïnes.
TELEGRAM LLEIDADIARI: Ara també podeu rebre les notícies de LleidaDiari a través del canal de Telegram. Punxa aquí!
El nou simulador no només permetrà conèixer millor l’origen biològic del mal d’esquena, sinó també assentar les bases per dissenyar futurs tractaments que ataquin l’arrel del problema i no siguin únicament pal·liatius com els actuals. A més, el model s’ha compartit en obert amb tota la comunitat científica. Els resultats de la recerca s’han publicat recentment en un article d’una de les revistes de ‘Nature (npj systems biology and applications)’. Els seus investigadors principals són Jérôme Noailly, cap de l’àrea de recerca de Biomecànica i Mecanobiologia (BMMB) de la Unitat BCN MedTech del Departament d’Enginyeria de la UPF; i Janet Piñero, investigadora del Programa de Recerca en Informàtica Biomèdica (GRIB), que desenvolupen conjuntament l’Institut de Recerca de l’Hospital del Mar (HMRIB) i el Departament de Medicina i Ciències de la Vida de la UPF.
Funcions dels discos intervertebrals
Els discos que es troben entre les vèrtebres són fonamentals per garantir la flexibilitat de la columna i esmorteir l’impacte sobre aquesta de diverses activitats mecàniques com caminar, córrer o aixecar pesos, entre altres. Fent un símil, es poden comparar aquests discos amb globus que sempre han d’estar inflats amb aigua per esmorteir els cops, però que també es podem deformar per fer d’articulació. Els discos compleixen funcions diverses per estabilitzar i articular la columna vertebral que cap material o estructura generada per l’enginyeria és capaç d’igualar a hores d’ara. Malauradament, degeneren amb el temps i aquest procés pot arribar de forma massa precoç i afectar greument la qualitat de vida de les persones afectades. La seva degeneració es pot deure a múltiples factors genètics, d’edat, metabolisme, càrregues mecàniques suportades, factors ambientals, o altres.
Conformen la part més gran del cos humà on no hi arriba el corrent sanguini. En l’espai que separa unes cèl·lules de les altres, en lloc de sang, s’hi troba el denominat líquid intersticial, principalment format per aigua salina, per on arriben els nutrients a les cèl·lules, cosa que permet l’activitat metabòlica de forma anàloga a altres parts del cos. Essencialment, el metabolisme cel·lular pot provocar dos processos contraposats: la generació de teixit (o anabolisme) i la destrucció de teixit (o catabolisme). En condicions ideals, s’ha de produir una situació d’equilibri, en què el teixit que es genera i es destrueix és el mateix. Però poden existir desajustos a favor del catabolisme que propiciïn la destrucció de teixit.
En el cas específic dels discos intervertebrals, aquest procés metabòlic té algunes particularitats. En primer lloc, com que no hi circula la sang, hi ha proteïnes generades per les cèl·lules que romanen molt de temps al líquid intersticial, l’activitat de les quals pot acabar incidint sobre el metabolisme. En segon lloc, es tracta d’una part del cos on no hi arriben les cèl·lules del sistema immunitari, que circulen a través de la sang i contribueixen a defensar el cos. Per això, les mateixes cèl·lules dels discos poden assumir funcions pròpies de cèl·lules immunes i poden generar senyals d’alarma, tot desencadenant la producció de proteïnes proinflamatòries amb un doble efecte: la disminució del nivell de producció del teixit del disc intervertebral i l’augment de producció d’enzims que destrueixen l’existent. Si això no es compensa amb proteïnes amb efectes antiinflamatoris o fins i tot regeneradors (o anabòlics), les conseqüències poden ser particularment nocives per a aquesta part de cos.
