Analisis darah dari pasien dengan penyakit sel sabit mengungkapkan bagaimana penggumpalan sel dimulai – ScienceDaily

Analisis darah dari pasien dengan penyakit sel sabit mengungkapkan bagaimana penggumpalan sel dimulai – ScienceDaily


Salah satu komplikasi paling umum dari penyakit sel sabit terjadi ketika sel darah merah yang cacat menggumpal, menghalangi pembuluh darah kecil dan menyebabkan rasa sakit yang parah dan pembengkakan di bagian tubuh yang terkena.

Sebuah studi baru dari MIT menjelaskan bagaimana peristiwa ini, yang dikenal sebagai krisis nyeri vaso-oklusif, muncul. Penemuan ini juga merupakan langkah untuk dapat memprediksi kapan krisis tersebut akan terjadi.

“Krisis yang menyakitkan ini sangat tidak terduga. Dalam arti tertentu, kami memahami mengapa itu terjadi, tetapi kami belum memiliki cara yang baik untuk memprediksinya,” kata Ming Dao, ilmuwan peneliti utama di Departemen Ilmu dan Teknik Material MIT. dan salah satu penulis senior penelitian ini.

Para peneliti menemukan bahwa peristiwa menyakitkan ini kemungkinan besar dihasilkan oleh sel darah merah yang belum matang, yang disebut retikulosit, yang lebih rentan menempel pada dinding pembuluh darah.

Subra Suresh, presiden Universitas Teknologi Nanyang Singapura, mantan dekan teknik di MIT, dan Profesor Emeritus Teknik Vannevar Bush, juga penulis senior studi tersebut, yang muncul di Prosiding National Academy of Sciences minggu tanggal 3 September. Penulis utama makalah ini adalah postdoc MIT Dimitrios Papageorgiou dan mantan postdoc Sabia Abidi.

Mensimulasikan aliran darah

Pasien dengan penyakit sel sabit memiliki mutasi tunggal pada gen yang mengkode hemoglobin, protein yang memungkinkan sel darah merah membawa oksigen. Hal ini menghasilkan sel darah merah yang cacat: Alih-alih berbentuk cakram yang khas, sel menjadi berbentuk sabit, terutama dalam kondisi oksigen rendah. Pasien sering menderita anemia karena hemoglobin yang abnormal tidak dapat membawa banyak oksigen, serta dari krisis nyeri vaso-oklusif, yang biasanya diobati dengan opioid atau obat lain.

Untuk menyelidiki bagaimana sel darah merah berinteraksi dengan pembuluh darah untuk memicu krisis vaso-oklusif, para peneliti membangun sistem mikrofluida khusus yang meniru pembuluh pasca kapiler, yang membawa darah terdeoksigenasi dari kapiler. Pembuluh darah ini, berdiameter sekitar 10-20 mikron, adalah tempat vaso-oklusi paling mungkin terjadi.

Sistem mikrofluida dirancang untuk memungkinkan para peneliti mengontrol tingkat oksigen. Mereka menemukan bahwa ketika oksigen sangat rendah, atau di bawah hipoksia, mirip dengan apa yang terlihat di pembuluh kapiler, sel darah merah sabit dua sampai empat kali lebih mungkin untuk terjebak di dinding pembuluh darah daripada pada tingkat oksigen normal.

Ketika oksigen rendah, hemoglobin di dalam sel sabit membentuk serat kaku yang tumbuh dan mendorong membran sel keluar. Serat ini juga membantu sel menempel lebih kuat ke lapisan pembuluh darah.

“Ada sedikit pemahaman tentang mengapa, di bawah hipoksia, ada lebih banyak adhesi,” kata Suresh. “Eksperimen studi ini memberikan beberapa wawasan kunci ke dalam proses dan mekanisme yang bertanggung jawab untuk peningkatan adhesi.”

Para peneliti juga menemukan bahwa pada pasien dengan penyakit sel sabit, sel darah merah yang belum matang yang disebut retikulosit kemungkinan besar melekat pada pembuluh darah. Sel darah merah sabit muda ini, yang baru saja dilepaskan dari sumsum tulang, membawa lebih banyak area permukaan membran sel daripada sel darah merah dewasa, memungkinkan mereka untuk membuat lebih banyak tempat adhesi.

“Kami mengamati pertumbuhan serat hemoglobin sabit yang meregangkan retikulosit dalam beberapa menit,” kata Papageorgiou. “Sepertinya mereka mencoba menangkap lebih banyak permukaan dan menempel lebih kuat.”

Prediksi pasien

Para peneliti sekarang berharap untuk merancang model vaso-oklusi yang lebih lengkap yang menggabungkan temuan baru mereka tentang adhesi dengan pekerjaan sebelumnya di mana mereka mengukur berapa lama sel darah dari pasien sel sabit menjadi kaku, membuatnya lebih mungkin untuk memblokir aliran darah. pembuluh darah kecil. Tidak semua pasien dengan penyakit sel sabit mengalami vaso-oklusi, dan frekuensi serangan dapat sangat bervariasi antarpasien. Para peneliti MIT berharap temuan mereka dapat membantu mereka menemukan cara untuk memprediksi krisis ini untuk setiap pasien.

“Adhesi sel darah memang merupakan proses yang sangat kompleks, dan kami harus mengembangkan model baru berdasarkan eksperimen mikrofluida tersebut. Eksperimen adhesi ini dan simulasi terkait untuk sel darah merah sabit di bawah hipoksia bersifat kuantitatif dan unik,” kata George Karniadakis, seorang profesor terapan matematika di Brown University dan penulis senior studi ini.

Penelitian ini didanai oleh National Institutes of Health.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Keluaran SGP

Author Image
adminProzen