El mal d'esquena és una de les causes d'incapacitat més nombroses a tot el món. Afecta a pràcticament tota la població en algun moment de les seves vides, bé sigui per problemes congènits o per danys i desgast de les vertebres i articulacions que envolten la columna vertebral.
Tanmateix, detectar aquest mal en una fase primerenca és difícil amb els mètodes d'imatge actuals. Per això és important una investigació que han dut a terme experts de la Universitat de Sun Yant-Tse a Taiwan mitjançant la qual poden observar la destrucció microscòpica de teixits tous a la columna en comprovar l'estat del col·lagen.
A qualsevol part de la columna, des del coll fins al còccix es pot produir un desgast a causa del pas del temps o a trastorns com l'artrosi, les articulacions facetaries o l'espondilitis anquilosant. Tots ells degraden les proteïnes de col·lagen que donen a aquests teixits la seva flexibilitat. La detecció primerenca del col·lagen compromès podria ajudar els pacients a obtenir alleujament abans que el dolor es torni sever, però això és molt difícil de fer amb les tecnologies mèdiques existents, com els rajos X i la ressonància magnètica (MRI).
Els experts de Taiwan ja havien desenvolupat una sonda de pèptid d'hibridació de col·lagen (CHP) que s'uneix específicament a les molècules de col·lagen fetes malbé, la qual cosa passa quan es deterioren i perden la seva capacitat per esmorteir les vèrtebres. L'equip d'investigació volia provar si la CHP marcada amb etiquetes fluorescents podria utilitzar-se com un mètode d'imatges per identificar la destrucció del col·lagen al cos.
Per fer que la sonda peptídica sigui més estable al cos, els investigadors van modificar la CHP substituint un grup hidroxilo amb fluor i després unint-li un tint fluorescent. Quan es van injectar ratolins i rates sans amb CHP marcat amb colorant fluorescent i es van obtenir imatges de fluorescència de l'infraroig proper (NIRF), l'equip va poder confirmar que les molècules fluorescents s'acumulaven en els teixits tous entre les vèrtebres.
Després, els investigadors van extreure una part de la columna dels animals i la van fotografiar amb microscòpia de fluorescència. Aquesta tècnica va produir mapes precisos en 3D, que van revelar la situació del col·lagen desnaturalitzat. A causa que se sap que la CHP es dirigeix específicament al col·lagen fet malbé, l'equip assegura que els seus experiments d'imatges mostren que fins i tot els animals sans poden tenir un grau modest de col·lagen deteriorat al voltant de les articulacions que suporten càrrega, especialment a la zona lumbar.
En experiments addicionals, tant les imatges NIRF com els mapes 3D generats amb el nou mètode van detectar el deteriorament del col·lagen en models animals de lesió espinal abans que els canvis estructurals fossin visibles en els teixits en les ressonàncies magnètiques. Finalment, els investigadors van aplicar CHP marcat amb colorant als lliscaments de discos intervertebrals de persones que s'havien sotmès a cirurgies de columna. La intensitat de fluorescència del fumat va augmentar substancialment a mesura que augmentava el nivell de degeneració del disc. Amb base en aquests resultats, els investigadors diuen que la seva tècnica a nivell molecular podria desenvolupar-se en estudis clínics per a un diagnòstic més primerenc i tractaments terapèutics dirigits per a pacients amb mal d'esquena.