La degeneració dels discs intervertebrals (DDI) és un problema reumatològic molt relacionat amb el mal d'esquena a nivell lumbar que afecta fins a un 85% de la població i la cronicitat causa més incapacitat laboral que qualsevol altra malaltia.

El nostre objectiu és caracteritzar un índex de risc personalitzat de la DDI a partir de dades personals, incloent-hi factors de risc modificables per cada pacient, basat en prediccions de el canvi d'activitat de les cèl·lules del disc intervertebral lumbar.

Volem quantificar el risc de què les cèl·lules del disc intervertebral desenvolupin un tipus d'activitat que, a llarg termini, limiti el manteniment dels teixits de el disc, p.e. a través de processos inflamatoris locals. Així mateix, es pretén anticipar el risc de DDI a nivell biològic partir de paràmetres morfològics i fisiològics, per facilitar recomanacions i guies que permetin:

• ​Millorar el diagnòstic de la lumbàlgia crònica, sobretot quan aquest es troba afectat per contradiccions aparents entre imatges mèdiques i simptomatologia.
• Prevenir la DDI incremental mitjançant:
  • L'ajustament precoç de paràmetres de vida de forma preventiva o curativa.
  • L'optimització de metodologies de rehabilitació, pels professionals de la salut i pels mateixos afectats de lumbàlgia.

A qui beneficiarà aquest projecte?

• En primer lloc, a tota la població afectada per lumbàlgia i / o inicis de DDI, mitjançant accions individuals de prevenció de DDI accelerada millor informades, i la possible individualització de el tractament.
• En segon lloc, a la població asimptomàtica sense diagnòstic de DDI. A través de la publicació de pautes i consells per mantenir una esquena sana durant més temps.
• I, tercer, als professionals en l'àrea de salut d'esquena (metges, fisioterapeutes, quiropràctics, entrenadors de fitness etc.), que disposaran de recomanacions específiques relacionades amb la salut de l'esquena.

Avantatges d'aquesta implementació

Aconseguirem limitar l'acceleració de la DDI per factors afegits a l'envelliment natural, a través de factors modificables i accions de prevenció racionalment informades, la qual cosa resultaria en (i) una millor qualitat de vida de gran part de la població afectada per dolors lumbars, ( ii) una reducció dels costos de tractament i de la durada de la incapacitat per treballar i / o portar una vida normal, (iii) evitar / alentir el progrés de DDI individual i, a llarg termini, rebaixar la necessitat de teràpies quirúrgiques de la columna vertebral.

Els detalls tècnics

Per determinar factors crítics relacionats amb la DDI fem servir un modelatge multiescala, on es consideren canvis a nivell de l'òrgan / teixit (escala mil·limètrica) que es propaguin a nivell cel·lular (escala micromètrica).

Es faran servir fins a 500 models computacionals (elements finits) de discos intervertebrals personalitzats per analitzar com la morfologia dels discos i les forces mecàniques que s'exerceixen sobre l'esquena afecten a la distribució de les càrregues en els teixits del disc i als micro-entorns capaços de regular l'activitat cel·lular. En diverses àrees de el disc que es considerin crítiques, simularem el comportament cel·lular (models de xarxes i d'agents), amb un enfocament molt especial en aquelles activitats que puguin (i) disminuir l'expressió de les proteïnes estructurals (col·lagen, proteoglicans) del disc ; (Ii) augmentar l'expressió de les proteases (MMP, ADAMTS) que degraden els teixits del disc; augmentar la inflamació (TNF-alfa, IL-1beta) i / o la mort cel·lular. Aquestes simulacions estaran sistemàticament informades per les evidències experimentals acumulades en la literatura científica, sobre el comportament de les cèl·lules del disc intervertebral en diversos micro-entorns bioquímics i físics. El modelatge teòric i numèric permetrà integrar l'estimulació creuada de les cèl·lules per aquests micro-entorns i entrenar algoritmes d'aprenentatge automàtic, per determinar els factors més crítics relacionats amb l'activitat catabòlica local de les cèl·lules i la DDI, així definint les components de l'índex de risc predictiu buscat en aquest projecte. L'aprenentatge automàtic també servirà per al càlcul automàtic d'aquest índex en base a valors normalitzats d'activitat física quotidiana mitjana, de riscos metabòlics i inflamatoris, i de factors morfològics estimats o derivats d'imatges mèdiques com imatges de ressonància magnètica.

Descarregar sinopsis del projecte (Castellà)
Download project sypnosis (English)

Terminis previstos. Durada estimada del projecte

Esperem obtenir els primers resultats després d'un any d'investigació exclusiva en aquest projecte, i els resultats finals de l'procés d'aprenentatge automàtic arribarien en un termini aproximat de dos anys.

Després del primer any, els resultats inicials permetran ia començar a treballar de forma activa amb la societat i els professionals de la salut per traduir els resultats de la recerca en accions preventives tangibles i aplicables a una mostra de pacients significativa.