Crean un simulador computacional para estudiar la raíz del dolor de espalda

Barcelona, 18 mar (EFE).- Investigadores de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) han liderado la creación de un simulador computacional "único en el mundo" para estudiar la raíz más frecuente del dolor de espalda.

Los resultados de la investigación que han culminado en la creación del simulador computacional se han publicado recientemente en un artículo de una de las revistas de Nature (npj systems biology and applications).

El simulador ha sido creado en el marco de una investigación con la colaboración del Instituto de Investigación del Hospital del Mar (HMRIB) de Barcelona, y permite simular los procesos bioquímicos del tejido celular de los discos situados entre las vértebras.

Los desajustes de estos procesos son una de las principales causas del dolor de espalda crónico y la investigación abre la puerta a diseñar futuros tratamientos biológicos para revertirlos.

El equipo de investigación ha creado el primer sistema computacional del mundo para simular estos procesos bioquímicos, fruto de interacciones complejas y difícilmente mensurables entre diferentes proteínas.

El nuevo simulador, no sólo permitirá conocer mejor el origen biológico del dolor de espalda, sino también sentar las bases para diseñar futuros tratamientos que ataquen la raíz del problema y no sean únicamente paliativos como los actuales.

Además, el modelo se ha compartido en abierto con toda la comunidad científica para que sea una valiosa herramienta para todos los investigadores en este campo.

Los principales investigadores del simulador han sido Jérôme Noailly -jefe del área de investigación de biomecánica y mecanobiología de la Unidad BCN MedTech del departamento de Ingeniería de la UPF-, y Janet Piñero -investigadora del programa de investigación en informática biomédica (GRIB)-

Dicho programa lo desarrollan conjuntamente el Instituto de Investigación del Hospital del Mar (HMRIB) y el departamento de medicina y ciencias de la vida de la UPF.

Los discos intervertebrales que se encuentran entre las vértebras son fundamentales para garantizar la flexibilidad de la columna y amortiguar el impacto sobre ésta de diversas actividades mecánicas como andar, correr o levantar pesos.

Los discos cumplen funciones diversas para estabilizar y articular la columna vertebral, que ningún material o estructura generada por la ingeniería es capaz de igualar en estos momentos.

Desgraciadamente, degeneran con el tiempo y este proceso puede llegar de forma demasiado precoz y afectar gravemente a la calidad de vida de las personas afectadas.

Dicha degeneración puede deberse a múltiples factores (genéticos, edad, metabolismo, cargas mecánicas soportadas, o factores ambientales, entre otros).

Los discos intervertebrales conforman la mayor parte del cuerpo humano donde no llega la corriente sanguínea, y en el espacio que separa unas células de otras, en lugar de sangre, se encuentra el denominado líquido intersticial, principalmente formado por agua salina.

En este líquido por donde llegan los nutrientes a las células, lo que permite la actividad metabólica de forma análoga a otras partes del cuerpo.

Esencialmente, el metabolismo celular puede resultar en dos procesos contrapuestos: la generación de tejido (o anabolismo) y la destrucción de tejido (o catabolismo).

En condiciones ideales, debe producirse una situación de equilibrio, en la que el tejido que se genera y se destruye es el mismo, pero pueden existir desajustes en favor del catabolismo que propicien la destrucción de tejido.

El nuevo sistema computacional (Modelo de Red Reguladora) permite simular las interacciones de 33 proteínas que se encuentran en el líquido intersticial y 153 posibles interacciones entre ellas.

Este modelo computacional agrupa conocimientos de investigaciones previas sobre el núcleo pulposo, el tejido central de los discos intervertebrales, recogidas por 103 artículos científicos.

De esta forma, permite interrelacionar los estudios de diferentes comportamientos de las células del disco, que hasta ahora se habían estudiado de forma aislada.

Los futuros tratamientos que pueden aprobarse podrían consistir en obtener un suero enriquecido con aquellas proteínas que faltarían por preservar o restaurar el mantenimiento biológico del disco intervertebral, a partir de la misma sangre de un paciente y hacer llegar este suero al disco intervertebral. EFE