Malaria cellule infettate irrigidiscono, blocco del flusso sanguigno

Aprile 28, 2016 Admin Salute 0 21
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I medici non hanno trattamento affidabile per la malattia in varie fasi, soprattutto perché non è stato in grado di documentare viaggi del parassita della malaria nel corpo.

Ora i ricercatori della Brown University e il Massachusetts Institute of Technology hanno utilizzato modelli al computer e di laboratorio esperimenti avanzati per mostrare come i parassiti della malaria cambiare globuli rossi e di come le cellule infette ostacola il flusso di sangue al cervello e di altri organi critici.




I loro risultati, pubblicati nella prima edizione online del Proceedings of National Academy of Sciences, potrebbe aiutare i medici di mappa, in tempo reale, l'accumulo nel corpo di cellule infettate da malaria o altre malattie (come l'anemia falciforme) e prescrivere un trattamento di conseguenza.

"L'idea è quella di prevedere l'evoluzione di queste malattie, proprio come prevedere il tempo", ha detto George Karniadakis, professore di matematica applicata alla Brown e autore corrispondente sulla carta.

I ricercatori hanno lavorato con Plasmodium falciparum, un parassita che può causare la malaria cerebrale presentando nei capillari del cervello, in particolare tra i bambini. Il parassita è trovato a livello globale, ma è più comune in Africa.

Una volta introdotto nel corpo umano mediante puntura di una zanzara infetta, il parassita invade globuli rossi. Globuli rossi sani sono tremendamente elastico; anche se possono raggiungere 8 micron di lunghezza e 2 micron di spessore, possono facilmente scivolare attraverso un capillare soli 3 micron di diametro. Capillari sono condotti vitali nel cervello umano e altri organi; globuli rossi sono trasportatori chiave di ossigeno e sostanze nutritive.

Attraverso un'ampia modellazione effettuata su uno dei supercomputer più veloci al mondo presso l'Istituto Nazionale per le Scienze Computazionali, Karniadakis e colleghi hanno scoperto che i globuli rossi malaria-infettati irrigidito fino a 50 volte di più di globuli rossi sani. Il risultato: Infected globuli rossi, avendo perso la loro elasticità, non poteva più passare attraverso i capillari, efficace bloccandoli.

"Fondamentalmente ciò che accade è il cervello potrebbe essere privato di nutrienti e di ossigeno", ha detto Karniadakis, membro del Center for Fluid Dynamics, Turbulence and Computation a Brown. "Questo avviene a causa della deformazione di questi globuli rossi.

"Questo dimostra che gli aumenti di irrigidimento (in globuli rossi), la viscosità del sangue aumenta, e il cuore deve pompare il doppio volte per ottenere lo stesso flusso di sangue" Karniadakis aggiunto.

I ricercatori hanno anche scoperto che i globuli rossi infetti avevano la tendenza a bastone, capovolgere, e floppare lungo le pareti dei vasi sanguigni - a differenza sane cellule del sangue che scorrono nel mezzo del canale. Per ragioni non del tutto noti, i globuli rossi infetti sviluppano piccole sporgenze nodoso sulla loro pelle cellulare che tendono ad aderire alla superficie della parete arteriosa, noto come endotelio. Gli scienziati chiamano la Cytoadhesion attaccare.

"Allora, quello che succede è il globulo rosso infettato non solo è più rigido, è rallentato da questa interazione (Cytoadhesion)", ha detto Karniadakis. "Questo cambia drasticamente il flusso di sangue nel cervello, soprattutto nelle arterie e nei capillari."

Dimitry Fedosov, primo autore sulla carta, ha lavorato sulla ricerca come uno studente laureato alla Brown. Ora è un ricercatore post-dottorato presso l'Istituto di ricerca sullo stato solido in Germania. Bruce Caswell, professore emerito presso la Scuola di Ingegneria presso la Brown, ha contribuito alla ricerca. Subra Suresh, ex preside della scuola di ingegneria al MIT e ora direttore della National Science Foundation, ha contribuito anche alla ricerca.

Il National Institutes of Health e la NSF ha finanziato la ricerca.

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