Rote Blutkörperchen charakterisieren
Neues Verfahren zur Untersuchung der Elastizität von Erythrozyten
Rote Blutkörperchen, auch Erythrozyten genannt, haben in unserem Organismus eine wichtige Aufgabe – sie transportieren Sauerstoff in jede Region unseres Körpers. Damit die kleinen Plättchen auch die entlegensten und feinsten Äderchen erreichen, zeichnen sie sich durch ihre hohe Elastizität und Verformbarkeit aus. Manchmal ist diese Flexibilität jedoch gestört. Ein Team des JARA-SOFT Wissenschaftler Prof. Gerhard Gompper, Direktor des Institute of Complex Systems und Institute for Advanced Simulation - Theorie der Weichen Materie und Biophysik am Forschungszentrum Jülich, hat nun eine neue Methode entwickelt, die es erlaubt weiche von steifen Erythrozyten zu unterscheiden.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben mittels Computersimulation ein bestehendes Verfahren erweiternd untersucht. Im klinischen Alltag findet das DLD-System (Deterministic lateral displacement) Anwendung. Bei diesem Verfahren fließen Zellen in einer Flüssigkeit durch eine gitterartige Anordnung von stabförmigen Hindernissen. Je nach Größe durchlaufen sie dabei unterschiedliche Bahnen. Kleine Partikel können ungehindert passieren, größere Objekte werden „herausgesiebt“. Die Methode unterscheidet allerdings nur die Größe der Teilchen. Mit Hilfe der Simulationen konnten die Forscherinnen und Forscher ermitteln, wie die Hindernisse zu verändert wären, damit die Elastizität der Partikel ermittelt werden kann.
Scharfkantige Trennstäbe sind des Rätsels Lösung. An scharfen Kanten verbiegen sich weiche Blutkörperchen teilweise sehr stark. Der Grad der Verformung hat Auswirkungen darauf, auf welcher Seite sie das nächste Trennstäbchen passieren. Auf diese Weise lassen sich die Plättchen anhand ihrer Elastizität sortieren.
Im nächsten Schritt soll auf der Basis dieses Konzeptes ein medizinisches Gerät entwickelt werden. Krankheiten wie Sichelzellanämie, Malaria oder Diabetes haben Auswirkungen auf die Verformbarkeit der roten Blutkörperchen, je weiter sie voranschreiten, desto steifer sind die Erythrozyten. Zukünftig könnte das Gerät dabei helfen, diese Erkrankungen schneller zu entdecken und deren Verlauf zu verfolgen.
Die Ergebnisse der Untersuchungen wurden jüngst im Fachmagazin „Physical Review Fluids“ veröffentlicht. Originalveröffentlichung
Weitere Informationen stehen auf der Website des Forschungszentrums Jülich zur Verfügung.