För första gången har biofysiker mätt de mekaniska egenskaperna hos röda blodkroppar när de tränger sig genom små kanaler, och härmar de tillstånd de upplever i kroppens kapillärer. Resultaten, publicerade i tidskriften Nature Physics, kan hjälpa forskare att bättre förstå och behandla sjukdomar som påverkar röda blodkroppars funktion, såsom sicklecellanemi och malaria.

Röda blodkroppar är munkformade celler som transporterar syre från lungorna till resten av kroppen. De är cirka 7 mikrometer i diameter, och de kan deformeras avsevärt när de rinner genom smala blodkärl. Denna deformerbarhet är avgörande för att röda blodkroppar ska kunna leverera syre till alla kroppens vävnader.

I den nya studien använde forskare en mikrofluidisk enhet för att mäta de mekaniska egenskaperna hos röda blodkroppar när de flödade genom kanaler som var bara några mikrometer breda. Enheten gjorde det möjligt för forskarna att kontrollera storleken på kanalerna och flödeshastigheten för de röda blodkropparna, och att mäta kraften som krävs för att pressa cellerna genom kanalerna.

Forskarna fann att röda blodkroppar är mycket mer deformerbara än man tidigare trott. De kunde pressa sig igenom kanaler som bara var ungefär hälften av deras diameter utan att brista. Denna deformerbarhet beror på cellens unika struktur, som består av ett flexibelt membran och en halvflytande insida.

Forskarna fann också att röda blodkroppar blir stelare när de strömmar genom smalare kanaler. Denna förstyvning beror på den ökade sträckningen av cellmembranet. Forskarna tror att denna förstyvning kan vara viktig för att förhindra att röda blodkroppar spricker när de strömmar genom smala kapillärer.

De nya rönen kan hjälpa forskare att bättre förstå och behandla sjukdomar som påverkar röda blodkroppars funktion. Till exempel, vid sicklecellanemi, orsakar en genetisk mutation röda blodkroppar att bli sickleformade och mindre deformerbara. Detta kan leda till blockeringar i blodkärlen och smärta, vävnadsskador och organsvikt. De nya rönen kan hjälpa forskare att utveckla nya behandlingar för sicklecellanemi som riktar in sig på de mekaniska egenskaperna hos röda blodkroppar.

Fynden kan också hjälpa forskare att utveckla nya sätt att leverera läkemedel till specifika vävnader. Läkemedel kan till exempel kapslas in i röda blodkroppar och sedan riktas mot specifika vävnader genom att kontrollera storleken på de kanaler genom vilka de röda blodkropparna strömmar.

Den nya studien ger en ny förståelse för de mekaniska egenskaperna hos röda blodkroppar och kan leda till nya behandlingar för sjukdomar som påverkar röda blodkroppars funktion.