Sammanfattning:
Forskare vid University of California, San Diego har utvecklat ett nytt tillvägagångssätt för att bedöma deformerbarhet av röda blodkroppar (RBC), en nyckelfaktor i cellernas förmåga att effektivt leverera syre till vävnader. Den nya metoden, som kallas "skjuvningsinducerad flödescytofluorimetri", kombinerar traditionell flödescytometri med mikrofluidik för att samtidigt mäta flera parametrar relaterade till RBC-deformerbarhet och storlek. Detta framsteg skulle potentiellt kunna förbättra diagnosen och övervakningen av blodrelaterade sjukdomar, inklusive sicklecellssjukdom och malaria.
Bakgrund:
Röda blodkroppar, eller erytrocyter, är små, flexibla celler som ansvarar för att transportera syre från lungorna till vävnader i hela kroppen. Deras förmåga att deformeras är avgörande för att klämma sig igenom trånga blodkärl och nå de minsta kapillärerna. Minskad deformerbarhet av RBC är associerad med olika patologiska tillstånd, inklusive sicklecellssjukdom och malaria. För närvarande bygger bedömning av RBC-deformerbarhet på tekniker som antingen är begränsade i genomströmning eller saknar förmågan att mäta flera parametrar samtidigt.
Forskningsmetod:
Forskarna i denna studie designade en mikrofluidisk enhet som integrerar flera sammandragningskanaler med en flödescytometer. När RBC strömmar genom kanalerna upplever de skjuvkrafter som får dem att deformeras. Ljusspridning och fluorescensmätningar används för att kvantifiera förändringar i RBC-form och storlek under deformation. Denna inställning möjliggör samtidig bestämning av flera viktiga parametrar relaterade till RBC-deformerbarhet, såsom:
- Förlängningsindex:mäter i vilken grad en RBC töjs under skjuvspänning.
- Återvinningsindex:kvantifierar hur snabbt en RBC återställer sin ursprungliga form efter deformation.
- Membranböjningsmodul:återspeglar motståndet hos RBC-membranet mot böjning, en väsentlig faktor för celldeformerbarhet.
Nyckelresultat:
Forskarna använde skjuvningsinducerad flödescytofluorimetri för att undersöka RBC-deformerbarhet hos friska individer och patienter med sicklecellssjukdom. De fann att:
– Den nya metoden möjliggör analys med hög genomströmning av RBC-deformerbarhet, med potential att mäta över 100 000 celler per sekund.
- Jämfört med befintliga tekniker ger skjuvningsinducerad flödescytofluorimetri mer omfattande information genom att mäta flera deformationsparametrar samtidigt.
- RBC från patienter med sicklecellssjukdom visade signifikant minskad deformerbarhet, vilket ytterligare validerade teknikens potentiella kliniska användbarhet.
Betydelse:
Utvecklingen av skjuvningsinducerad flödescytofluorimetri representerar en betydande förbättring inom området för bedömning av RBC-deformerbarhet. Genom att möjliggöra multiparameteranalys med hög genomströmning lovar denna metod att förbättra diagnosen och hanteringen av blodsjukdomar där RBC-deformerbarheten äventyras. Det skulle också kunna fungera som ett värdefullt verktyg för att studera effekterna av läkemedelskandidater på RBC-deformerbarhet, vilket främjar forskningen inom detta avgörande område för människors hälsa.
