Революционный симулятор биохимических процессов в межпозвоночных дисках

Исследователи из Университета Помпеу Фабра (UPF) создали первый в мире вычислительный симулятор для изучения биохимических процессов в межпозвоночных дисках. Это прорывное исследование было проведено в сотрудничестве с Исследовательским институтом больницы дель Мар (HMRIB), а его результаты опубликованы в престижном научном журнале npj Systems Biology and Applications.
Революционный симулятор биохимических процессов в межпозвоночных дисках
Изображение носит иллюстративный характер

Проект возглавили Жером Ноайи, руководитель исследовательского направления биомеханики и механобиологии (BMMB) в подразделении BCN MedTech Департамента инженерии UPF, и Жанет Пиньеро, исследователь из Программы исследований в области биомедицинской информатики (GRIB), совместно разрабатываемой HMRIB и Департаментом медицины и наук о жизни UPF.

Межпозвоночные диски, расположенные между позвонками, играют критическую роль в обеспечении гибкости позвоночника и амортизации ударов. Они смягчают воздействие от повседневных действий, таких как ходьба, бег и поднятие тяжестей, а также обеспечивают артикуляцию и стабилизацию позвоночника. Эти структуры обладают уникальными характеристиками: они представляют собой крупнейшую часть человеческого тела без кровотока, полагаясь на межклеточную жидкость (преимущественно солевой раствор) для доставки питательных веществ. Из-за отсутствия иммунных клеток, переносимых кровью, клетки дисков могут брать на себя иммунные функции.

Дегенерация дисков может быть вызвана различными факторами, включая генетическую предрасположенность, возраст, метаболические нарушения, механические нагрузки и воздействие окружающей среды. Этот процесс характеризуется дисбалансом между анаболизмом (формированием тканей) и катаболизмом (разрушением тканей). Клетки диска способны генерировать сигналы тревоги, запускающие выработку провоспалительных белков, которые оказывают двойное воздействие: снижают производство тканей диска и увеличивают выработку ферментов, разрушающих ткани.

Разработанный исследователями вычислительный симулятор, названный «Моделью регуляторной сети», имитирует взаимодействие 33 белков в межклеточной жидкости и 153 возможных взаимодействия между этими белками. Модель интегрирует знания из 103 научных статей о студенистом ядре (nucleus pulposus) — центральной ткани диска. Это позволяет связать ранее изолированные исследования о поведении клеток диска и предоставить целостную картину происходящих процессов. Симулятор был предоставлен в открытый доступ для научного сообщества.

Значимость этой разработки трудно переоценить. Симулятор позволяет лучше понять биологические причины боли в спине и моделировать эффекты различных процентных соотношений белков в межклеточной жидкости. Он закладывает основу для разработки будущих персонализированных биологических методов лечения, которые могут включать получение обогащенной белками сыворотки из крови пациента и доставку этой сыворотки в межпозвоночные диски для восстановления их биологического обслуживания.

Важно отметить различие между типами лечения: биологические методы, на которых сфокусировано текущее исследование, воздействуют на межклеточную жидкость для стимуляции клеток, в то время как фармакологические методы будут действовать на биохимические процессы внутри клеток и станут предметом будущих исследований.

Эта инновационная разработка открывает новые горизонты в понимании и лечении заболеваний межпозвоночных дисков, предлагая потенциальное решение проблемы, от которой страдают миллионы людей во всем мире.


Новое на сайте

20003[b]Гавайи в серебристом зареве: солнечный блик на фоне урагана Кико[/b] 19989Шесть историй, которые умещаются на ладони 19986Как 30 000 аккаунтов Facebook оказались в руках вьетнамских хакеров? 19985LofyGang вернулась: как бразильские хакеры охотятся на геймеров через поддельные читы 19984Автономная проверка защиты: как не отстать от ИИ-атак 19983Взлом Trellix: хакеры добрались до исходного кода одной из ведущих компаний по... 19982Почему почти 3000 монет в норвежском поле перевернули представление о викингах? 19981Как поддельная CAPTCHA опустошает ваш счёт и крадёт криптовалюту? 19980Слежка за каждым шагом: как ИИ превращает государство в машину тотального контроля 19979Как хакеры грабят компании через звонок в «техподдержку» 19978Почему именно Нью-Йорк стал самым уязвимым городом восточного побережья перед... 19977Как одна команда git push открывала доступ к миллионам репозиториев 19976Зачем древние народы убивали ножами и мечами: оружие как основа власти 19975Как Python-бэкдор DEEPDOOR крадёт ваши облачные пароли незаметно? 19974Послание в бутылке: математика невозможного
Ссылка