Autor: Institutul Politehnic Rensselaer (i): Contact: www.rpi.edu

Publicat: 24.08.2016: (Rev. 05.05.2020)

Sinopsis și puncte cheie:

Investigarea legăturii dintre dietă, diabet de tip 2 legat de obezitate și degenerescența discului intervertebral.

Durerile de spate cauzate de degenerescența discului spinal sunt prima cauză a dizabilității globale, deci este o problemă extrem de importantă care trebuie abordată.

La baza proiectului de cercetare se află efectele produselor finale avansate de glicație (AGE) - proteine ​​sau lipide care au fost acoperite cu zaharuri, care le afectează funcția.

Rezumat principal

Poate o dietă bogată în grăsimi procesate și zahăr și diabet de tip 2 să provoace degenerarea discurilor intervertebrale la nivelul coloanei vertebrale?

Dacă da, ce se întâmplă și poate fi prevenit?

Ca parte a unei colaborări continue între Institutul Politehnic Rensselaer și Școala de Medicină Icahn din Muntele Sinai - un parteneriat care se bazează pe expertiza ambelor școli pentru a aborda probleme semnificative de sănătate - cercetătorii speră să răspundă la aceste întrebări investigând legătura dintre dietă, obezitate -diabetul de tip 2 legat și degenerarea discului intervertebral.

Cercetătorii proiectului suspectează că dieta asociată cu diabetul de tip 2 - una bogată în grăsimi și zaharuri procesate - provoacă inflamații și modificări ale țesutului discului, declanșând un lanț de răspunsuri, ceea ce duce la degenerare. Pentru a testa această ipoteză, cercetătorii și-au stabilit trei obiective: să stabilească dacă șoarecii hrăniți cu o dietă asociată cu diabet de tip 2 vor dezvolta degenerescența discului intervertebral (IDD), vor izola efectul dietei care provoacă modificări ale țesuturilor și a evalua modul în care dieta modifică proteinele în interiorul discului.

Proiectul este susținut de o subvenție de 3,3 milioane de dolari de la Institutul Național de Sănătate și este condus de Dr. James Iatridis, profesor și vicepreședinte de cercetare în departamentul de ortopedie de la Școala de Medicină Icahn.

dieta

Poate o dietă bogată în grăsimi și zahăr procesat și diabet de tip 2 să provoace degenerarea discurilor intervertebrale la nivelul coloanei vertebrale? Credit de imagine: Institutul Politehnic Rensselaer

„Durerile de spate cauzate de degenerescența discului coloanei vertebrale sunt prima cauză a dizabilității globale, deci este o problemă extrem de importantă care trebuie rezolvată”, a spus Dr. Iatridis, care s-a specializat de mult timp în degenerescenta discului spinal.

Deepak Vashishth, profesor de inginerie biomedicală și liderul Rensselaer în proiect, a declarat că parteneriatul face posibilă abordarea unui proiect de această complexitate.

"Încercăm să stabilim mecanismul prin care această dietă și diabetul de tip 2 duc la degenerescența discului, iar acest lucru nu este ușor de făcut, deoarece, în interiorul corpului, sunt legate diferite procese, iar buclele de feedback sunt dificil de dezlegat". a spus Vashishth, care este, de asemenea, directorul Centrului pentru Biotehnologie și Studii Interdisciplinare. „Pentru a investiga această întrebare, aveți nevoie de combinația de experți din diferite discipline cu seturi de abilități diferite pe care le permite parteneriatul.”

La baza proiectului de cercetare se află efectele produselor finale avansate de glicație (AGE) - proteine ​​sau lipide care au fost acoperite cu zaharuri, care le afectează funcția. Cercetările sugerează că o dietă bogată în alimente procesate termic, inclusiv prăjite, joacă un rol în formarea vârstei. Cercetările indică, de asemenea, acumularea de AGE cauzează deteriorarea structurală, crește inflamația care ar putea duce la degenerescența discului și contribuie la o serie de boli degenerative, cum ar fi diabetul, ateroscleroza și Alzheimer.

În prima parte a proiectului, cercetătorii de la Muntele Sinai vor crește șoareci - atât șoareci obișnuiți, cât și șoareci așa-numiți "knock-out" care au fost modificați genetic pentru a reduce capacitatea celulelor lor de a se lega de AGE - pe o dietă de alimente bogate în AGE, accelerând acumularea AGE la șoareci și observând dacă șoarecii dezvoltă diferite condiții de sănătate asociate diabetului de tip 2, inclusiv degenerarea discului. Această parte a cercetării ajută la stabilirea efectelor sistemice ale AGE-urilor asupra corpului.

Pentru a separa efectele sistemice ale AGE-urilor asupra corpului de efectele locale în țesuturi specifice, cercetătorii vor analiza, de asemenea, osul spinal și țesutul discului in vitro. În acea cercetare, țesutul osos și disc de la șoareci normali și de vârstă „knock-out” hrăniți cu o dietă obișnuită va fi scăldat într-un mediu cu vârstă mare, accelerând expunerea acestor țesuturi specifice la vârstele. Probele de țesut selectate vor fi expuse unui medicament care ar putea bloca AGE-urile din țesutul discului, limitând expunerea la os și țesut discal. În toate probele, cercetătorii vor analiza modificările indicatorilor de sănătate a discului și ai oaselor, cum ar fi activitatea citokinelor proinflamatorii și formarea AGE în timp. Această cercetare va separa contribuția relativă a AGE-urilor la degenerarea țesuturilor de daunele sistemice care pot apărea ca urmare a hiperglicemiei asociate diabetului de tip 2.

La Rensselaer, cercetătorii vor analiza diverse mostre de țesut de șoarece și om, ajutând la determinarea modului în care țesutul de disc sănătos la om și șoareci diferă de țesutul pacienților și șoarecilor care au dezvoltat degenerescența discului, precum și șoarecii care au fost tratați cu un medicament destinat pentru a bloca efectele unei diete bogate în dieta AGE asupra coloanei vertebrale.

În special, cercetătorii de la Rensselaer vor analiza proteinele din probele de țesut, urmărind tipul și cantitatea de modificări ale proteinelor post-translaționale - modificări chimice pe suprafața proteinei care nu sunt definite de ADN. Asemănările dintre șoareci și pacienții afectați de degenerescența discului ar susține o legătură între dietă și degenerescența discului.

"Vom căuta o potrivire calitativă și cantitativă", a spus Vashishth. „Așadar, vom dori să știm dacă observăm aceleași modificări atât la șoareci, cât și la oameni, care prezintă discuri degenerate, câtă modificare există în funcție de dietă și în cazurile în care un medicament a fost utilizat pentru tratament sau prevenire, vom vedea dacă aceste modificări sunt reduse. "

Vashishth, un expert în matricea osoasă extracelulară, are un interes pe termen lung în investigarea acumulării de vârstă în os. Cu expertiza sa, echipa va analiza, de asemenea, modul în care modificările osoase ar putea contribui la degenerarea discurilor. Vashishth a spus că un aspect al buclei de feedback poate provoca rigidizarea țesutului osos din vertebrele spinale, privând țesutul discului de substanțe nutritive care, în mod normal, ar difuza prin os către discuri.

La Rensselaer, această cercetare îndeplinește viziunea Noii Politehnici, o paradigmă pentru învățământul superior care recunoaște că provocările și oportunitățile globale sunt atât de mari încât nu pot fi abordate de cea mai talentată persoană care lucrează singură. Rensselaer servește ca un punct de răscruce pentru colaborare - colaborând cu parteneri din discipline, sectoare și regiuni geografice - pentru a aborda provocările globale complexe, folosind cele mai avansate instrumente și tehnologii, dintre care multe sunt dezvoltate la Rensselaer. Cercetările de la Rensselaer abordează unele dintre cele mai presante provocări tehnologice din lume - de la securitatea energetică și dezvoltarea durabilă la biotehnologie și sănătatea umană. Noua Politehnică este transformatoare în trei moduri fundamentale: în impactul global al cercetării, pedagogia inovatoare și în viața studenților de la Rensselaer.

Institutul Politehnic Rensselaer, fondat în 1824, este prima universitate de cercetare tehnologică din America. Universitatea oferă diplome de licență, masterat și doctorat în inginerie; științele; tehnologia informației și științele web; arhitectură; management; și artele, științele umaniste și științele sociale. Facultatea Rensselaer avansează cercetarea într-o gamă largă de domenii, cu accent pe biotehnologie, nanotehnologie, știința și ingineria calculului, știința datelor și artele și tehnologia mass-media. Institutul are un record stabilit de succes în transferul de tehnologie din laborator pe piață, îndeplinind misiunea sa fondatoare de a aplica știința „la scopurile comune ale vieții”. Pentru mai multe informații, vă rugăm să vizitați www.rpi.edu

(i) Sursă/Referință: Institutul Politehnic Rensselaer. Disabled World nu oferă garanții sau declarații în legătură cu acestea. Este posibil ca conținutul să fi fost editat în funcție de stil, claritate sau lungime.