Bloedstolsels zijn al lang betrokken bij hartaanvallen en beroertes, samen goed voor bijna de helft van de sterfgevallen per jaar in de Verenigde Staten. Hoewel de rol van één sleuteleiwit in het proces, genaamd von Willebrand-factor, is opgericht, een betrouwbaar model om te voorspellen hoe vWF zich in bloedvaten verzamelt, blijft ongrijpbaar.

Onderzoekers van het Georgia Institute of Technology publiceerden een recensie van recent werk over het begrijpen van het gedrag van vWF in APL Bio-engineering . Het papier schildert een portret van vWF, die zich ontrolt onder de schuifspanning van de bloedstroom om netten te vormen die voorbijgaande bloedplaatjes opvangen, die dan een bloedstolsel vormen, een trombus genoemd. Door de vooruitgang in het veld te benadrukken, de auteurs bieden veelbelovende mogelijkheden voor therapieën om deze eiwitten onder controle te houden.

"De trombus moet de bloedstroom blokkeren als hij afsluit, zoals proberen je duim aan het einde van een tuinslang te gebruiken en dan alle stroming stoppen met wat modder, " zei David Ku, een auteur op papier. "Dit is extreem moeilijk om te bereiken, dus trombose vereist de snelste, sterkste banden in de hele biologie."

Een uitdaging is dat veel van de huidige experimentele modellen alleen gebeurtenissen op de schaal van microns per seconde of zo kunnen afbeelden. vWF-eiwitten, echter, zijn ongeveer een duizendste van die grootte, en hun interacties vinden plaats in een duizendste van die tijd.

Er is een verscheidenheid aan computermodellen voorgesteld om de kloof van microschaal naar nanoschaal bij stolselvorming te overbruggen, variërend van simulaties op basis van de tijd die nodig is om stolsels te vormen tot rekenintensieve modellen die nabootsen hoe bloedplaatjes, vWF en cellen interageren allemaal in de bloedbaan. De paper roept onderzoekers uit de hele biologie op, informatica en andere gebieden om samen te werken om een ​​verbeterd model te bouwen.

Naast het richten op bloedplaatjesaggregatie en high-shear omgevingen die vWF uitrekken, een mogelijke therapie is het versterken van de activiteit van een ander eiwit, ADAMTS13, die vWF splitst en ervoor zorgt dat het geen stolsels kan vormen. Hoewel onderzoek naar muismodellen veelbelovend is, er is nog veel werk nodig om te bepalen of ADAMTS13-therapieën veilig of effectief zijn voor mensen.

Ku's eigen onderzoek wees op negatief geladen nanodeeltjes waarvan computationele modellering heeft aangetoond dat ze vWF in zijn opgerolde niet-reactieve toestand kunnen houden. De groep ontdekte dat de nanodeeltjes verminderen hoe snel bloedvaten verstopt raken en onderzoeken hoe dit proces kan worden verklaard en geoptimaliseerd.

Ku zei dat hij hoopt dat het artikel anderen zal inspireren om dieper in te gaan op nieuwe manieren om de stolselvormende vWF te meten en te begrijpen.