Come Blood Cells cambiare forma

Maggio 12, 2016 Admin Salute 0 0
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Ora, per la prima volta, i ricercatori MIT hanno sviluppato un modello dinamico a livello molecolare che descrive come le cellule deformano loro forma normale disco di passare attraverso i vasi che sono spesso molto più strette delle cellule stesse.

Globuli devono riorganizzare componenti del loro ponteggio interna (cosiddetto citoscheletro), permettendo alle cellule di diventano quasi liquido come, per passare attraverso i capillari stretti presenti nel corpo, i ricercatori relazione in un articolo pubblicato nel 12 marzo edizione online del Proceedings of National Academy of Sciences.




Studiare i meccanismi di come una cellula del sangue può trasformare da un oggetto morbido per uno stato quasi fluido come aiuterà i ricercatori a capire meglio alcuni tipi di malattie del sangue, ha detto Subra Suresh, autore senior della carta e la Ford Professore di Ingegneria con appuntamenti congiunti in scienza dei materiali e ingegneria, ingegneria biologica, ingegneria meccanica e scienze della salute e della tecnologia.

"Ora siamo in grado di studiare come struttura molecolare influisce sulla forma, che colpisce le proprietà meccaniche, e entrambi i quali influenzano la mobilità," ha detto.

La mobilità è un fattore chiave per malattie come la malaria e la malattia genetica anemia falciforme, entrambi i quali rendono globuli rossi non in grado di fluire attraverso capillari stretti.

I globuli rossi hanno un diametro di circa otto micron, o milionesimi di metro. Mentre scorrono attraverso il corpo, spesso incontrano vasi sanguigni, come quelli nel cervello, con un diametro di circa due micron. Ogni volta che le cellule raggiungono tale nave, devono allungare in una forma a proiettile simile a spremere attraverso e poi tornare alla loro forma disco originale all'uscita della nave.

Modello dei ricercatori dimostra che la riorganizzazione del citoscheletro potrebbe spiegare tale deformazione. Ogni globulo rosso ha un citoscheletro, una sorta di impalcatura fatta di molecole proteiche chiamate spettrina, fissati all'interno della sua membrana cellulare in una rete a spazzola.

Quando i legami all'interno di quella rete di proteine ​​o tra la rete e la membrana cellulare sono rotti, i fori si aprono nel citoscheletro, permettendo alla cellula di diventare più fluida e spremere attraverso stretti passaggi. I ricercatori dimostrano che una tale trasformazione può essere ottenuto rompendo uno dei due tipi di legami citoscheletrici-legami tra due molecole di spettrina o legami tra spettrina e un'altra proteina chiamata actina, che è incorporato nella membrana cellulare.

Un ingresso di una energia meccanica (ad esempio spremitura o taglio) o energia chimica (come ATP, un vettore energia utilizzata dalle cellule), è sufficiente a rompere i legami e causare la deformazione citoscheletro necessaria, secondo Suresh. In futuro, i ricercatori hanno in programma di studiare come l'interazione di questi tipi di input energetici colpisce le cellule.

Il nuovo modello può essere utilizzato anche per studiare diversi tipi di disturbi del sangue, tra cui la malaria, come la membrana cellulare e citoscheletro sono modificati dalla presenza del parassita all'interno della cellula.

In precedenti lavori, Suresh e colleghi hanno dimostrato che l'infezione progredisce malaria, globuli rossi diventano meno deformabili, il che spiega il motivo per cui è più difficile per loro di spremere attraverso i vasi stretti. Utilizzando il nuovo modello, i ricercatori possono studiare come l'infezione colpisce le cellule del sangue a livello molecolare per renderli meno deformabili.

Altre malattie che potrebbero essere studiati sono le malattie genetiche anemia a cellule falciformi e sferocitosi. Nei pazienti con anemia falciforme, globuli rossi assumono una forma di falce, che impedisce loro di fluire attraverso i vasi sanguigni. Sferocitosi induce le cellule rosse del sangue per diventare sferica quindi non possono deformare correttamente per ottenere attraverso piccoli capillari.

L'autore principale sulla carta PNAS è Ju Li, uno studente laureato del MIT e assistente professore presso l'ex Ohio State University. Altri autori sono George Lykotrafitis, un socio di post-dottorato presso il Dipartimento del MIT di Scienza dei Materiali e Ingegneria (MSE), e Ming Dao, un ricercatore del MIT in MSE.

La ricerca è stata finanziata dal National Institutes of Health.

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