Οι βιοφυσικοί μετρούν για πρώτη φορά τι συμβαίνει όταν τα ερυθρά αιμοσφαίρια «σκαρφαλώνουν»
Τα ερυθρά αιμοσφαίρια είναι κύτταρα σχήματος διάτμησης που φέρουν οξυγόνο από τους πνεύμονες στο υπόλοιπο σώμα. Έχουν διάμετρο περίπου 7 μικρομέτρων και μπορούν να παραμορφωθούν σημαντικά καθώς ρέουν μέσα από στενά αιμοφόρα αγγεία. Αυτή η παραμόρφωση είναι απαραίτητη για τα ερυθρά αιμοσφαίρια να είναι σε θέση να παρέχουν οξυγόνο σε όλους τους ιστούς του σώματος.
Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια συσκευή μικρορευστοειδούς για να μετρήσουν τις μηχανικές ιδιότητες των ερυθρών αιμοσφαιρίων καθώς έτρεχαν μέσω καναλιών που ήταν μόνο μερικά μικρομέτρια πλάτους. Η συσκευή επέτρεψε στους ερευνητές να ελέγχουν το μέγεθος των καναλιών και τον ρυθμό ροής των ερυθρών αιμοσφαιρίων και να μετρήσουν τη δύναμη που απαιτείται για να συμπιέσει τα κύτταρα μέσω των καναλιών.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα ερυθρά αιμοσφαίρια είναι πολύ πιο παραμορφώσιμα από ό, τι είχε προηγουμένως θεωρηθεί. Ήταν σε θέση να πιέσουν μέσω καναλιών που ήταν μόνο περίπου το ήμισυ της διαμέτρου τους χωρίς ρήξη. Αυτή η παραμόρφωση οφείλεται στη μοναδική δομή του κυττάρου, η οποία αποτελείται από μια ευέλικτη μεμβράνη και ένα ημι-υγρό εσωτερικό.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι τα ερυθρά αιμοσφαίρια γίνονται σκληρότερα καθώς ρέουν μέσα από στενότερα κανάλια. Αυτή η ακαμψία οφείλεται στην αυξημένη έκταση της κυτταρικής μεμβράνης. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή η ενίσχυση μπορεί να είναι σημαντική για την πρόληψη της ρήξης των ερυθρών αιμοσφαιρίων καθώς ρέουν μέσα από στενά τριχοειδή αγγεία.
Τα νέα ευρήματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα και να αντιμετωπίσουν τις ασθένειες που επηρεάζουν τη λειτουργία των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Για παράδειγμα, σε δρεπανοκυτταρική αναιμία, μια γενετική μετάλλαξη αναγκάζει τα ερυθρά αιμοσφαίρια να γίνουν δρεπάνια και λιγότερο παραμορφώσιμα. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μπλοκαρίσματα στα αιμοφόρα αγγεία και τον πόνο, τη βλάβη των ιστών και την ανεπάρκεια οργάνων. Τα νέα ευρήματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να αναπτύξουν νέες θεραπείες για την αναιμία των δρεπανοκυτταρικών κυττάρων που στοχεύουν τις μηχανικές ιδιότητες των ερυθρών αιμοσφαιρίων.
Τα ευρήματα θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν τους επιστήμονες να αναπτύξουν νέους τρόπους για την παράδοση φαρμάκων σε συγκεκριμένους ιστούς. Για παράδειγμα, τα φάρμακα θα μπορούσαν να ενσωματωθούν σε ερυθρά αιμοσφαίρια και στη συνέχεια να στοχεύουν σε συγκεκριμένους ιστούς ελέγχοντας το μέγεθος των καναλιών μέσω των οποίων ρέουν τα ερυθρά αιμοσφαίρια.
Η νέα μελέτη παρέχει μια νέα κατανόηση των μηχανικών ιδιοτήτων των ερυθρών αιμοσφαιρίων και μπορεί να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για ασθένειες που επηρεάζουν τη λειτουργία των ερυθρών αιμοσφαιρίων.
