Laura Baumgartner, investigadora del grup BCN MedTech, vinculat al Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions (DTIC) de la UPF, ha estat guardonada amb el 2022 VPHi Best PhD Tesis Award in In Silico Medicine per la seva tesis titulada "“Digging into Biologically-Driven Injury Mechanisms in the Intervertebral Disc - An Evidence-Based Network Modelling Approach to Estimate Cell Dynamics within Complex Multicellular Systems".

La investigació la van supervisar els investigadors de la UPF Jérôme Noailly i Miguel Ángel González Ballester, ha rebut finançament del DTIC i de la Societat Europea de Biomecànica (Mobility Grant 2018), i ha rebut el suport d'importants projectes finançats pel Ministeri de Ciència e Innovació (RYC-2015-18888) i per la Comissió Europea (Disc4All-MSCA-2020-ITN-ETN 955735). El resultat de la investigació ha aportat una base robusta per a una nova iniciativa de recerca i innovació responsable, anomenada D-RISC, promoguda juntament amb la Cátedra QUAES-UPF.

L'objectiu del projecte de recerca doctoral de Laura Baumgartner va ser desenvolupar un nou tipus de modelatge, basat en tècniques computacionals de biologia de sistemes, per estimar les respostes cel·lulars en sistemes multicel·lulars amb entorns complexos d'estímuls heterogenis. D'una banda, les respostes cel·lulars calculades fan referència a la disposició de la cèl·lula per produir i degradar teixit. D'altra banda, els entorns heterogenis considerats en el modelatge es refereixen al fet que les respostes cel·lulars resulten de l'acció simultània de grups de cèl·lules distintament exposats a la influència de factors proinflamatoris, combinada amb entorns nutricionals i mecànics variables. La necessitat de la investigació va sorgir per entendre millor la dinàmica que condueix a la degeneració del disc intervertebral (DIV).

En el marc de la tesi doctoral de Laura Baumgartner, la Metodologia PNt ha permès per primera vegada estimar dinàmiques cel·lulars al disc intervertebral, en resposta a diferents activitats de l'ésser humà com dormir, caminar o córrer

La investigadora afirma que “els resultats de la tesi representen una aproximació nova per estimar la dinàmica cel·lular, en què se centra en allò que fa la cèl·lula, en lloc d'analitzar com la cèl·lula realitza una acció determinada. Admet que la manera de pensar és força diferent d'altres enfocaments de la biologia de sistemes”.

La metodologia desenvolupada consta de diversos submètodes. Aquestes converteixen dades experimentals d'alt nivell en paràmetres matemàtics i integren diversos mesuraments experimentals en termes d'estimulació i de resposta cel·lular, per calcular respostes cel·lulars en entorns complexos difícils de reproduir experimentalment. Aquest modelatge innovador rep el nom de Metodologia de Xarxes Paral·leles dependents del temps (Metodologia PNt). Permet avaluar, per primera vegada, factors de risc biològic relacionats amb històries de càrregues mecàniques que es poden comptabilitzar en dies, mesos o anys, cosa que és difícilment mesurable en pacients.

En el marc de la tesi doctoral de Laura Baumgartner, la Metodologia PNt ha permès per primera vegada estimar dinàmiques cel·lulars al disc intervertebral, en resposta a diferents activitats de l'ésser humà com dormir, caminar o córrer. Ha estat avaluada també davant la seva capacitat per reflectir a nivell biològic alguns aspectes observables de l'evolució de discos intervertebrals d'astronautes durant una estada de sis mesos a l'espai. D'aquesta manera, aquesta nova via de modelatge computacional contribueix a una millor comprensió dels mecanismes de lesió d'origen biològic en trastorns de desenvolupament lent dels teixits i òrgans que suporten càrregues mecàniques, com ara els trastorns reumatològics.