Во всем мире более чем 13 миллионов человек страдают от серповидно-клеточной анемии, для которой существуют немного вариантов лечения. Более чем шесть десятилетий назад ученые обнаружили причину серповидно-клеточной анемии. Они установили, что люди с серповидно-клеточной анемией производят эритроциты формы полумесяца, что в отличие от типичных эритроцитов формы диска, забейте капилляры вместо того, чтобы течь гладко, который может привести к сильной боли, серьезному повреждению органа и существенно более короткой продолжительности жизни.
Более поздние открытия продемонстрировали, что болезнь вызвана единственной мутацией в белке гемоглобина, и что форма серпа, которая более распространена у людей, происходящих из тропических климатов, является фактически эволюционным приспособлением, которое может оказаться полезным в защите от малярии.Sangeeta Bhatia, профессор Джона и Дороти Вилсон Медицинских наук и Технологии и Электротехники и Информатики в MIT объявляют:«У нас все еще нет достаточно эффективных методов лечения, и у нас нет хорошего чувства для того, как болезнь проявляется по-другому у различных людей».Bhatia и ее команда из Гарвардского университета, Центральной больницы Массачусетса (MGH) и Бриэма и Женской Больницы, придумали простой анализ крови, который в состоянии предсказать, есть ли у пациента серповидного эритроцита высокий риск развития болезненных осложнений болезни.Анализ проводится исследователями, измеряющими эффективность образцов крови течения через микрожидкое устройство, которое могло помочь врачам в контроле пациентов серповидного эритроцита и определить их оптимальный курс лечения, но также и помочь ученым разработать новые лекарства для болезни.
Устройство описано в мартовской проблеме Науки Переводная Медицина.Поскольку патологические эритроциты пациентов серповидного эритроцита находятся обычно не долго в кровообращении, пациенты часто страдают от анемии, несмотря на то, что болезнь главным образом связана с vaso-обтурирующими кризисами, происходящими, когда более жесткие и более липкие серповидные клетки затрудняют кровеносные сосуды и предотвращают менструацию.
Частота и серьезность этих кризисов отличаются от пациента пациенту, и никто не в состоянии предсказать, когда кризис происходит.Бхэтия объясняет:«Когда у пациента есть высокий холестерин, Вы можете контролировать их риск для болезни сердца и реакции на терапию с анализом крови. С серповидно-клеточной анемией, несмотря на пациентов, имеющих то же основное генетическое изменение, некоторые страдают чрезвычайно, в то время как другие не делают – и у нас все еще нет анализа, который может вести врачей в принятии терапевтических решений».Бхэтия и Л. Мэхэдевэн, преподаватель Гарварда прикладной математики, изучающий естественные и биологические феномены, начали сотрудничать в 2007, чтобы вникнуть того, как серповидные эритроциты двигаются через капилляры.
В этом исследовании исследователи воссоздали условия, которые могут привести к vaso-обтурирующему кризису путем направления крови через микроканал и понижения его концентрации кислорода. Это вызывает узкое место серповидных эритроцитов и предотвращает менструацию. Они измерили каждый образец крови, чтобы установить продолжительность, которую он возьмет, чтобы остановить ток крови будучи deoxygenized.
Джон Хиггинс, MGH и Медицинской школы Гарварда, впоследствии сравнил образцы крови пациентов серповидного эритроцита тех, кто сделал или не посетил отделение реанимации больницы или кто получил переливание крови в течение прошлых 12 месяцев. Хиггинс обнаружил, что кровь пациентов тех с менее тяжелой формой болезни не замедлилась как быстро, по сравнению с кровью тех, кто был более сильно затронут.
Согласно Bathia, нет никаких других существующих мер свойств крови, включающих измерение концентрации эритроцитов или фракции измененного гемоглобина или количества лейкоцитов, которые способны к созданию этого вида прогноза. Она говорит, что результаты подчеркивают, что важно рассмотреть вазоокклюзию в результате многих факторов, взаимодействующих вместо просто единственного молекулярного измерения.Чтобы продемонстрировать преимущества устройства для того, чтобы разработать новые лекарства, исследователи также оценили потенциальное лекарственное средство серповидно-клеточной анемии, названное 5-hydroxymethyl фурфуролом.
Лекарственное средство было разработано, чтобы улучшить способность гемоглобина связать с кислородом и путем добавления лекарственного средства к крови, они обнаружили сильнодействующее улучшение потока крови через устройство. Заявка на патент для устройства находится на рассмотрении с исследователями, в настоящее время работающими над развитием устройства как диагностический инструмент и инструмент исследования.