La Unidad de Investigación BCN MedTech de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) ha creado un nuevo modelo computacional que permite identificar las causas de la artrosis en cada paciente. Este modelo simula las comunicaciones entre las proteínas dentro de las células de las articulaciones. Poder identificar las causas en cada paciente abre la puerta a desarrollar en el futuro tratamientos más personalizados y eficaces. La modalidad de la artrosis más común e incapacitante es la de rodilla y las personas que la padecen acostumbran a sufrir dolor crónico, depresión o insomnio. Actualmente, solo existen tratamientos paliativos en forma de ejercicio, analgésicos o cirugías para implantar prótesis.
Tradicionalmente, se ha considerado que el origen de la artrosis está relacionado con factores mecánicos como traumatismos o sobrecargas. Pero también puede ser causada por factores proinflamatorios o genéticos. Las causas de carácter inflamatorio suelen estar relacionadas con el envejecimiento, pero también con la coexistencia de otras enfermedades y afectan más a las mujeres que a los hombres. Además, cierto tipo de enfermedades, como las metabólicas, aumentan el riesgo de que las células inflamatorias de la sangre se infiltren en las articulaciones, cosa que incrementa el riesgo de la aparición de la artrosis. Los factores proinflamatorios, que a la vez aparecen en la articulación, contribuyen a la degradación del cartílago y a la intensificación del dolor, que puede conducir a procesos de sensibilización del sistema nervioso central, difíciles de controlar.
Así, hay factores que predisponen más a unas personas que a otras a sufrir artrosis y el dolor será también diferente en cada persona. Esto plantea que las estrategias también deberían ser diferentes según cada caso.
La investigación de los investigadores del BCN MedTech de la UPF plantea un modelo para evaluar ágilmente, a partir de un escaneo rápido, cuál es el perfil biológico y mecánico de cada paciente y qué tipo de terapia le puede funcionar mejor.
La definición del modelo se basa en examinar cómo impactan los estímulos mecánicos e inflamatorios sobre las células del tejido cartilaginoso de las articulaciones (condrocitos). Para relacionar el estado de estas células con los factores mecánicos e inflamatorios se ha desarrollado este modelo computacional basado en redes, que integra gran cantidad de conocimiento de la biología del cartílago articular para simular comportamientos mecanobiológicos. Los 118 nodos de la red representan proteínas y otras moléculas importantes para la regulación de la actividad de los condrocitos y las 300 interacciones, las acciones de las moléculas las unas sobre las otras.
En concreto, se ha estudiado el comportamiento de los condrocitos en cuatro casos: bajo condiciones sanas y seguras; bajo condiciones proinflamatorias; en situaciones mecánicas adversas y cuando se aplica una terapia regenerativa de carácter antiinflamatorio. También se ha hecho un análisis de sensitividad para determinar cuál de estas situaciones afecta más el metabolismo de los condrocitos, sea de forma positiva o negativa.
El estudio aporta cuatro novedades relevantes sobre las causas generales que pueden provocar o agudizar la artrosis. En primer lugar, ha concluido que las moléculas proinflamatorias son las que en mayor medida causan y hacen progresar la enfermedad. En segundo, se constata que las conductas sedentarias favorecen el dolor de origen inflamatorio derivado de la artrosis. En tercero, ha determinado que los tratamientos basados en moléculas antiinflamatorias del mismo paciente pueden ayudar a disminuir las señales de dolor de origen inflamatorio. Y por último, indica que las sobrecargas mecánicas, por ejemplo por exceso de peso, inhiben el potencial regenerativo del cartílago.
Esta investigación se ha publicado en la revista 'Frontiers in Biongineering an Biotechnoloy'.