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

19173Троянизированный сервер Oura MCP атакует разработчиков через поддельные репозитории GitHub 19172Способен ли искусственный интеллект заменить интуицию Уоррена Баффета в биологической... 19171Вредоносное по VoidLink: созданная с помощью ИИ угроза для облачных систем и финансового... 19170Палеонтологические поиски и научные убеждения Томаса Джефферсона 19169Спасут ли обновленные протоколы безопасности npm от атак на цепочки поставок? 19168Почему критическая уязвимость BeyondTrust и новые записи в каталоге CISA требуют... 19167Севернокорейская хакерская группировка Lazarus маскирует вредоносный код под тестовые... 19166Государственные хакеры используют Google Gemini для кибершпионажа и клонирования моделей... 19165Можно ли построить мировую сверхдержаву на чашках чая и фунтах сахара? 19164Уязвимые обучающие приложения открывают доступ к облакам Fortune 500 для криптомайнинга 19163Почему ботнет SSHStalker успешно атакует Linux уязвимостями десятилетней давности? 19162Microsoft устранила шесть уязвимостей нулевого дня и анонсировала радикальные изменения в... 19161Эскалация цифровой угрозы: как IT-специалисты КНДР используют реальные личности для... 19160Скрытые потребности клиентов и преимущество наблюдения над опросами 19159Академическое фиаско Дороти Паркер в Лос-Анджелесе
Ссылка