Investigadors llencen nova llum en la predicció de la degeneració dels discs intervertebrals - Institute for Bioengineering of Catalonia

El mal d’esquena està estretament relacionat amb l’envelliment dels discos de la columna, un procés caracteritzat per una sèrie de canvis en la seva estructura i funció, però fins ara la cadena d’esdeveniments que converteix l’envelliment discal normal en una malaltia degenerativa no ha estat plenament comprés. En un article publicat avui a PLoS Computational Biology, investigadors de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) descriuen importants troballes obtingudes d’observar l’efecte de influències externes en discs sans i afectats. Aquestes troballes varen mostrar que el pes o la pressió en discs ja degenerats són menys efectius per als nutrients i productes cel·lulars que en discs encara sans – i que els canvis en densitat cel·lular són fonamentals pel procés de degeneració discal.

Fent servir un model computacional de l’espina lumbar que té en compte els efectes nutricionals i mecànics, els científics observaren l’efecte de les càrregues externes en dos importants soluts cel·lulars relacionats amb el metabolisme discal: oxigen i lactat. Es suposa que els canvis degeneratius estan relacionats amb una fallada en el transport de nutrients des dels vasos sanguinis perifèrics fins els discs, el que afecta a la concentració d’aquests soluts dins del disc i depèn de la composició dels teixits i de la resposta del disc a les càrregues mecàniques. Varen descobrir que l’efecte de la càrrega era més gran en comprimir un disc sa que un ja degenerat, i que fomentava fluctuacions en la concentració dels soluts.

“Per al funcionament sa de la columna és essencial que les cèl·lules discals rebin els nutrients necessaris pel manteniment dels teixits,” explica l’Andrea Malandrino, del grup de Biomecànica i Mecanobiologia de l’IBEC, que va dur a terme la recerca. “En un disc sa, veiem que l’estrès mecànic sostingut – que altera la concentració de soluts – afecta el transport de nutrients més dràsticament que en discos que ja han degenerat, suggerint que les càrregues en el disc sa són importants per mantenir l’equilibri metabòlic adequat. Podem dir amb seguretat que una alteració del nombre de cèl·lules causada per aquesta pertorbació del transport metabòlic podria resultar en el possible inici de degeneració discal.”

Amb el coneixement de que tant els patrons mecànics com cel·lulars contribueixen a mantenir una condició saludable, s’han obert nous camins de recerca i desenvolupament en el camp de la medicina regenerativa discal. “Això tindrà un gran impacte no només en el camp de la modelització espinal, sinó en el conjunt de la modelització en bioenginyeria, doncs destaca la importància de combinar processos mecànics i biològics,” diu en Damien Lacroix, responsable del grup de Biomecànica i Mecanobiologia.