Samenvatting:

Onderzoekers van de Universiteit van Californië, San Diego hebben een nieuwe aanpak ontwikkeld om de vervormbaarheid van rode bloedcellen (RBC) te beoordelen, een sleutelfactor in het vermogen van de cellen om efficiënt zuurstof aan weefsels te leveren. De nieuwe methode, genaamd "shear-geïnduceerde flowcytofluorimetrie", combineert traditionele flowcytometrie met microfluïdica om tegelijkertijd meerdere parameters te meten die verband houden met de vervormbaarheid en grootte van RBC. Deze vooruitgang zou mogelijk de diagnose en monitoring van bloedgerelateerde aandoeningen, waaronder sikkelcelziekte en malaria, kunnen verbeteren.

Achtergrond:

Rode bloedcellen, of erytrocyten, zijn kleine, flexibele cellen die verantwoordelijk zijn voor het transport van zuurstof van de longen naar weefsels door het hele lichaam. Hun vermogen om te vervormen is cruciaal om door nauwe bloedvaten te dringen en de kleinste haarvaten te bereiken. Een verminderde vervormbaarheid van de RBC wordt in verband gebracht met verschillende pathologische aandoeningen, waaronder sikkelcelziekte en malaria. Momenteel is het beoordelen van de vervormbaarheid van RBC afhankelijk van technieken die ofwel een beperkte doorvoer hebben, ofwel niet de mogelijkheid hebben om meerdere parameters tegelijkertijd te meten.

Onderzoeksaanpak:

De onderzoekers in deze studie ontwierpen een microfluïdisch apparaat dat meerdere vernauwingskanalen integreert met een flowcytometer. Terwijl RBC's door de kanalen stromen, ervaren ze schuifkrachten waardoor ze vervormen. Lichtverstrooiing en fluorescentiemetingen worden gebruikt om veranderingen in de vorm en grootte van de RBC tijdens vervorming te kwantificeren. Deze opstelling maakt de gelijktijdige bepaling mogelijk van verschillende belangrijke parameters die verband houden met de vervormbaarheid van RBC, zoals:

- Rekindex:meet de mate waarin een RBC uitrekt onder schuifspanning.

- Herstelindex:kwantificeert hoe snel een RBC na vervorming zijn oorspronkelijke vorm terugkrijgt.

- Membraanbuigmodulus:weerspiegelt de weerstand van het RBC-membraan tegen buiging, een essentiële factor in de vervormbaarheid van cellen.

Belangrijkste bevindingen:

De onderzoekers gebruikten door schuifkracht geïnduceerde flowcytofluorimetrie om de vervormbaarheid van RBC te onderzoeken bij gezonde personen en patiënten met sikkelcelziekte. Ze ontdekten dat:

- De nieuwe methode maakt een high-throughput analyse van de vervormbaarheid van RBC mogelijk, met het potentieel om meer dan 100.000 cellen per seconde te meten.

- Vergeleken met bestaande technieken biedt shear-geïnduceerde flowcytofluorimetrie uitgebreidere informatie door gelijktijdig meerdere vervormingsparameters te meten.

- RBC's van patiënten met sikkelcelziekte vertoonden een significant verminderde vervormbaarheid, wat de potentiële klinische bruikbaarheid van de techniek verder valideerde.

Betekenis:

De ontwikkeling van door schuifkracht geïnduceerde flowcytofluorimetrie vertegenwoordigt een significante verbetering op het gebied van de beoordeling van de vervormbaarheid van RBC. Door een high-throughput, multi-parameter analyse mogelijk te maken, is deze methode veelbelovend voor het verbeteren van de diagnose en het beheer van bloedaandoeningen waarbij de vervormbaarheid van de rode bloedcellen in het gedrang komt. Het zou ook kunnen dienen als een waardevol instrument voor het bestuderen van de effecten van kandidaat-geneesmiddelen op de vervormbaarheid van rode bloedcellen, waardoor onderzoek op dit cruciale gebied van de menselijke gezondheid kan worden bevorderd.