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Wie die menschliche Milz kranke Blutkörperchen herausfiltert
Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
Eine Klasse von Medikamenten, die sich derzeit zur Behandlung von Malaria in der Entwicklung befindet, verändert die Form von mit Malaria infizierten roten Blutkörperchen, wodurch sie theoretisch daran gehindert werden, den Interendothelialspalt zu passieren. (Quelle: Dateifoto) Forscher, darunter einer indischer Herkunft, haben ein neues Computermodell erstellt, das zeigt, wie winzige Schlitze in der Milz verhindern, dass erkrankte rote Blutkörperchen wieder in den Blutkreislauf gelangen.
Ihr Modell bietet ein neues Werkzeug zur Untersuchung der Rolle der Milz bei der Kontrolle von Krankheiten, die die Form der roten Blutkörperchen beeinflussen, wie Malaria und Sichelzellenanämie, und kann verwendet werden, um neue Diagnostika und Therapeutika für eine Vielzahl von akuten und chronischen Krankheiten zu entwickeln.
Die Computer- und Analysemodelle aus dieser Arbeit zeigen zusammen mit einer Vielzahl experimenteller Beobachtungen ein detaillierteres Bild davon, wie die Physiologie der menschlichen Milz wahrscheinlich mehrere wichtige geometrische Eigenschaften der roten Blutkörperchen beeinflusst, sagte Subra Suresh, Präsident der Carnegie Mellon University in Pittsburgh, Pennsylvania, USA.
Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
Sie bieten auch ein besseres Verständnis dafür, wie sich der Kreislaufengpass für die roten Blutkörperchen in der Milz auf eine Vielzahl von akuten und chronischen Krankheitszuständen auswirken könnte, die sich aus Erbkrankheiten, Krebs beim Menschen und Infektionskrankheiten ergeben, mit Auswirkungen auf therapeutische Interventionen und Arzneimittelwirkungstests.
Die Milz ist wie die Wasseraufbereitungsanlage für den Blutkreislauf des Körpers. Es verhindert, dass Krankheitserreger in die Blutbahn gelangen und filtert alte und verformte rote Blutkörperchen heraus.
Um zu sehen, wie die interendothelialen Schlitze die Zirkulation roter Blutkörperchen regulieren, erstellten die Forscher eine Computersimulation basierend auf dissipativer Partikeldynamik, einer Modellierungsmethode, die in Zusammenarbeit mit Professor George Karniadakis von der Brown University für biologische Zellen entwickelt und verfeinert wurde.
Ihr Modell ermöglichte es ihnen, den Bereich der Zellgrößen und -formen zu bestimmen, die durch die Schlitze passen.
Das Sortiment spiegelte genau das Spektrum an Größen und Formen für gesunde rote Blutkörperchen wider, was darauf hindeutet, dass nur gesunde Zellen in der Lage sein sollten, die Schlitze zu passieren.
Die Ergebnisse geben den Forschern nicht nur ein besseres Bild davon, wie die Milz funktioniert, sondern liefern auch neue Einblicke in die medikamentöse Behandlung.
Eine Klasse von Medikamenten, die sich derzeit zur Behandlung von Malaria in der Entwicklung befindet, verändert die Form von mit Malaria infizierten roten Blutkörperchen, wodurch sie theoretisch daran gehindert werden, den Interendothelialspalt zu passieren.
Die Ergebnisse der Forscher könnten auch erklären, warum Anti-Malaria-Medikamente auf Artemisinin-Basis, die gesunde und mit Malaria infizierte rote Blutkörperchen versteifen, zu schwerer Anämie führen könnten, heißt es in der Studie.