Os cientistas de FAU desenvolvem o método rápido, seguro monitoram continuamente a doença da célula falciforme

A doença da célula falciforme é uma desordem hereditária que afecte os glóbulos vermelhos, distorcendo sua forma natural do disco em uma forma crescente da lua ou da “foice”. Os glóbulos vermelhos normais movem-se livremente através das embarcações pequenas durante todo o corpo para entregar o oxigênio. Com doença da célula falciforme, os glóbulos vermelhos deformados tornam-se duros e pegajosos, fazendo a difícil para que movam-se através dos vasos sanguíneos. Eventualmente obstruem o fluxo e quebram-no distante. Este processo conduz a um número de problemas que incluem a dor, o curso, dano do órgão, a deficiência orgânica do baço, a parada cardíaca e mesmo a morte crônicos severos.

A doença da célula falciforme afecta milhões de povos de muitas nacionalidades no mundo inteiro, incluindo crianças e adultos. Um desafio principal em controlar a doença é a dor tremenda que os pacientes resistem de crônico e os episódios da dor aguda chamados causam dor à crise. Infelizmente, estes episódios da dor são imprevisíveis e os pacientes nunca sabem quando ou onde estes episódios ocorrerão.

Os métodos actuais a detectar e a doença da célula falciforme do monitor para confiar principalmente na microscopia óptica, que é demorada, atrasos das causas em capturar mudanças importantes, e além disso, não capturam mudanças no tempo real. As mudanças morfológicas devido aos eventos sickling repetidos da pilha podem conduzir a dano de pilha permanente. Para controlar eficazmente a doença da célula falciforme, o tempo é da essência.

Os pesquisadores da faculdade de universidade atlântica de Florida da engenharia e da informática desenvolveram um rápido e o método novo seguro monitora continuamente a doença da célula falciforme usando um sensor elétrico microfluidics-baseado da impedância. Os resultados do estudo, publicados nos sensores do jornal ACS de sociedade de produto químico americano, mostram que esta tecnologia nova pode caracterizar os processos sickling e unsickling dinâmicos da pilha no sangue da foice sem o uso da imagem lactente microscópica ou de marcadores bioquímicos.

Com este método, Sarah E. Du, Ph.D., autor superior e um professor adjunto no departamento de FAU do oceano e engenharia mecânica, e co-autores da faculdade de FAU da engenharia e da informática e da universidade de Miami, podia caracterizar a taxa de sickling da pilha e a porcentagem das pilhas sickled, que são factores de contribuição importantes da vaso-oclusão anormal da circulação sanguínea e da célula falciforme. a Vaso-oclusão causa a dor aguda nos pacientes devido aos formulários alterados da hemoglobina.

A combinação de medida da impedância e de controle elétricos da hipóxia da em-microplaqueta fornece um método prometedor para a avaliação rápida dos processos dinâmicos de pilha que sickling e que unsickling nos pacientes a doença da célula falciforme. Além, a medida elétrica da impedância é naturalmente quantitativa, tempo real, e oferece uma conveniência no contacto directo ou indirecto com as amostras de interesse, permitindo integrações à plataforma do microfluidics e à microscopia óptica.”

Sarah E. Du, Ph.D.

Os resultados do estudo mostram que a imagem lactente microscópica simultânea de mudanças morfológicas na pilha demonstrou a confiança e a repetibilidade das medidas impedância-baseadas elétricas da pilha que sickling e de processos unsickling.

No estudo, os pesquisadores igualmente estabeleceram as correlações entre in vitro as medidas e os parâmetros hematológicos dos pacientes, tais como os níveis de hemoglobina da foice (HbS) e de hemoglobina fetal (HbF). Estes resultados mostram uma importância clínica potencial porque serve como um prova--conceito da impedância elétrica como um marcador etiqueta-livre, biofísico de eventos sickling da pilha assim como uma ferramenta sensível para sondar os processos celulares e subcelulares dinâmicos além da microscopia óptica. O sensor elétrico desenvolvido da impedância pode potencial ser usado avaliando o risco da vaso-oclusão, a severidade da doença, e o tratamento terapêutico na doença da célula falciforme.

“Porque nós movemos nossa tecnologia para a frente, é nossa esperança fornecer pacientes a doença da célula falciforme com um sensor portátil, autônomo que os permita convenientemente auto-monitor os parâmetros hematológicos de sua doença e o avalie seu risco de vaso-oclusão,” disse o Du.

Nos Estados Unidos, a doença da célula falciforme afecta desproporcionalmente afro-americanos assim como hispânicos e aqueles da descida do Oriente Médio. Aproximadamente 2 milhão americanos levam esta mutação genética, que afecta aproximadamente 100.000 indivíduos nos E.U. O mais comuns e problemas graves causados pela doença da célula falciforme são anemia, falha da dor e do órgão, e influências do curso aproximadamente 10 de 100 crianças que têm esta doença. Actualmente, a esperança de vida para pacientes com doença da célula falciforme pode alcançar até 50 anos, uma melhoria dramática desde 1973, quando o tempo médio para a doença era somente 14 anos.

Os “pacientes com doença da célula falciforme encontram um número de desafios tentar controlar sua condição. A incapacidade monitorar sua doença no tempo real é especialmente problemática para pacientes assim como clínicos,” disse Stella Batalama, Ph.D., decano da faculdade de FAU da engenharia e da informática. Do “a pesquisa pioneiro professor Du tem o potencial fornecer no mundo inteiro pacientes a doença da célula falciforme com a mesmas conveniência e confiança de monitorar sua doença que os pacientes com diabetes que usam monitores da glicose.”

Source:

Universidade de Florida Atlântico

Referência do jornal:

Du, caracterizações elétricas da impedância de S.E. e outros (2019) da resposta do eritrócite à hipóxia cíclica na doença da célula falciforme. Sensores de ACS. doi.org/10.1021/acssensors.9b00263.