El dolor de espalda es una de las causas de incapacidad más numerosas en todo el mundo. Afecta a prácticamente toda la población en algún momento de sus vidas, bien sea por problemas congénitos o por daños y desgaste de las vertebras y articulaciones que rodean la columna vertebral.
Sin embargo, detectar este daño en una fase temprana es difícil con los métodos de imagen actuales. Por eso es importante una investigación que han llevado a cabo expertos de la Universidad de Sun Yant-Tse en Taiwán mediante la cual pueden observar la destrucción microscópica de tejidos blandos en la columna al comprobar el estado del colágeno.
En cualquier parte de la columna, desde el cuello hasta el coxis se puede producir un desgaste debido al paso del tiempo o a trastornos como la artrosis, las articulaciones facetarias o la espondilitis anquilosante. Todos ellos degradan las proteínas de colágeno que dan a estos tejidos su flexibilidad. La detección temprana del colágeno comprometido podría ayudar a los pacientes a obtener alivio antes de que el dolor se vuelva severo, pero esto es muy difícil de hacer con las tecnologías médicas existentes, como los rayos X y la resonancia magnética (MRI).
Los expertos de Taiwán ya habían desarrollado una sonda de péptido de hibridación de colágeno (CHP) que se une específicamente a las moléculas de colágeno dañadas, lo que ocurre cuando se deterioran y pierden su capacidad para amortiguar las vértebras. El equipo de investigación quería probar si la CHP marcada con etiquetas fluorescentes podría usarse como un método de imágenes para identificar la destrucción del colágeno en el cuerpo.
Para hacer que la sonda peptídica sea más estable en el cuerpo, los investigadores modificaron la CHP sustituyendo un grupo hidroxilo con flúor y luego uniéndole un tinte fluorescente. Cuando se inyectaron ratones y ratas sanos con CHP marcado con colorante fluorescente y se obtuvieron imágenes de fluorescencia del infrarrojo cercano (NIRF), el equipo pudo confirmar que las moléculas fluorescentes se acumulaban en los tejidos blandos entre las vértebras.
Luego, los investigadores extrajeron una parte de la columna de los animales y la fotografiaron con microscopía de fluorescencia. Esta técnica produjo mapas precisos en 3D, que revelaron la situación del colágeno desnaturalizado. Debido a que se sabe que la CHP se dirige específicamente al colágeno dañado, el equipo asegura que sus experimentos de imágenes muestran que incluso los animales sanos pueden tener un grado modesto de colágeno deteriorado alrededor de las articulaciones que soportan carga, especialmente en la zona lumbar.
En experimentos adicionales, tanto las imágenes NIRF como los mapas 3D generados con el nuevo método detectaron el deterioro del colágeno en modelos animales de lesión espinal antes de que los cambios estructurales fueran visibles en los tejidos en las resonancias magnéticas. Finalmente, los investigadores aplicaron CHP marcado con colorante a los deslizamientos de discos intervertebrales de personas que se habían sometido a cirugías de columna. La intensidad de fluorescencia del tintado aumentó sustancialmente a medida que aumentaba el nivel de degeneración del disco. Con base en estos resultados, los investigadores dicen que su técnica a nivel molecular podría desarrollarse en estudios clínicos para un diagnóstico más temprano y tratamientos terapéuticos dirigidos para pacientes con dolor de espalda.