Investigadores arrojan nueva luz en la predicción de la degeneración de los discos intervertebrales - Institute for Bioengineering of Catalonia

El dolor de espalda está estrechamente relacionado con el envejecimiento de los discos de la columna, un proceso caracterizado por una serie de cambios en su estructura y función, pero hasta ahora la cadena de acontecimientos que convierte el envejecimiento discal normal en una enfermedad degenerativa no ha sido plenamente comprendido. En un artículo publicado hoy en PLoS Computational Biology, investigadores del Instituto de Bioingeniería de Catalunya (IBEC) describen importantes hallazgos obtenidos observando el efecto de influencias externas en discos sanos y afectados. Esos hallazgos mostraron que el peso o la presión en discos ya degenerados son menos efectivos para los nutrientes y productos celulares que en discos aún sanos – y que los cambios en densidad celular son fundamentales para el proceso de degeneración discal.

Usando un modelo computacional de la espina lumbar que tiene en cuenta los efectos nutricionales y mecánicos, los científicos observaron el efecto de las cargas externas en dos importantes solutos celulares relacionados con el metabolismo discal: oxígeno y lactato. Se supone que los cambios degenerativos están relacionados con un fallo en el transporte de nutrientes desde los vasos sanguíneos periféricos hasta los discos, lo que afecta a la concentración de estos solutos dentro del disco y depende de la composición de los tejidos y de la respuesta del disco a las cargas mecánicas. Descubrieron que el efecto de la carga era mayor al comprimir un disco sano que uno ya degenerado, y que fomentaba fluctuaciones de la concentración de los solutos.

“Para el funcionamiento sano de la columna es esencial que las células discales reciban los nutrientes necesarios para el mantenimiento de los tejidos,” explica Andrea Malandrino, del grupo de Biomecánica y Mecanobiología del IBEC, que llevó a cabo la investigación. “En un disco sano, vemos que el estrés mecánico sostenido – que altera la concentración de solutos – afecta el transporte de nutrientes más drásticamente que en discos que ya han degenerado, sugiriendo que las cargas en el disco sano son importantes para mantener el equilibrio metabólico adecuado. Podemos decir con seguridad que una alteración del número de células causada por esta perturbación del transporte metabólico podría resultar en el posible inicio de degeneración discal.”

Con el conocimiento de que tanto los patrones mecánicos como celulares contribuyen a mantener una condición saludable, se han abierto nuevos caminos de investigación y desarrollo en el campo de la medicina regenerativa discal. “Esto tendrá un gran impacto no sólo en el campo de la modelización espinal sino en el conjunto de la modelización en bioingeniería, pues destaca la importancia de combinar procesos mecánicos y biológicos,” dice Damien Lacroix, responsable del grupo de Biomecánica y Mecanobiología.