Blodproppar har länge varit inblandade i hjärtinfarkt och stroke, tillsammans står för nästan hälften av dödsfallen årligen i USA. Medan rollen som ett nyckelprotein i processen, kallad von Willebrand -faktor, har etablerats, en pålitlig modell för att förutsäga hur vWF samlas i blodkärl förblir svårfångat.

Forskare vid Georgia Institute of Technology publicerade en översyn av det senaste arbetet med att förstå vWF:s beteende i APL Bioengineering . Papperet målar upp ett porträtt av vWF, som rullar upp under blodflödets skjuvspänning för att bilda nät som fångar blodplättar som passerar, som sedan bildar en blodpropp, kallas en tromb. Genom att markera framsteg inom området, författarna lade fram lovande vägar för terapier för att kontrollera dessa proteiner.

"Tromb måste blockera blodflödet när det stängs, som att försöka använda tummen i slutet av en trädgårdsslang och sedan stoppa allt flöde med lite lera, "sa David Ku, en författare på tidningen. "Det här är extremt svårt att åstadkomma, så trombos kräver det snabbaste, starkaste bindningarna i hela biologin. "

En utmaning är att många av dagens experimentella modeller bara kan avbilda händelser i storleksordningen mikron varannan eller så. vWF -proteiner, dock, är ungefär en tusendel av den storleken, och deras interaktioner sker i en tusendels av den tiden.

En mängd olika datormodeller har föreslagits för att överbrygga klyftan från mikroskala till nanoskala vid koagelbildning, allt från simuleringar baserat på den tid det tar för blodproppar att bildas till beräkningsmässigt intensiva modeller som återskapar hur trombocyter, vWF och celler interagerar alla i blodomloppet. Tidningen uppmanar forskare inom biologi, datavetenskap och andra områden för att samarbeta för att bygga en förbättrad modell.

Förutom att inrikta sig på trombocytaggregation och miljöer med hög skjuvning som sträcker vWF, en potentiell terapi är att öka aktiviteten hos ett annat protein, ADAMTS13, som klyver vWF och gör att den inte kan bilda blodproppar. Medan forskning om musmodeller visar lovande, mycket arbete krävs fortfarande för att avgöra om ADAMTS13 -behandlingar skulle vara säkra eller effektiva för människor.

Kus egen forskning pekade på negativt laddade nanopartiklar som beräkningsmodellering har visat kan hålla vWF i sitt lindade oreaktiva tillstånd. Gruppen fann att nanopartiklarna reducerar hur snabbt kärl blir tilltäppta och undersöker hur man förklarar och optimerar denna process.

Ku sa att han hoppas att tidningen kommer att inspirera andra att dyka djupare in i nya sätt att mäta och förstå det koagelbildande vWF.