מחקר חדש חושף תפקיד בלתי צפוי של תאי דם אדומים בהיווצרות קריש

תאי דם אדומים, שנחשבו מזמן שהם עוברי אורח פסיביים ביצירת קרישי דם, ממלאים למעשה תפקיד פעיל בסיוע לקרישים להתכווץ, כך עולה ממחקר חדש של חוקרים מאוניברסיטת פנסילבניה.

"תגלית זו מעצבת מחדש כיצד אנו מבינים את אחד התהליכים החיוניים ביותר בגוף", אומר רוסטם ליטווינוב, חוקר בכיר בבית הספר לרפואה פרלמן (PSOM) ומחבר משותף של המחקר. "זה גם פותח את הדלת לאסטרטגיות חדשות ללימוד וטיפול בהפרעות בקרישה הפוטנציאליות הגורמות לדימום מוגזם או לקרישים מסוכנים, כמו אלה שנראו במכות."

הממצא, שפורסם ב התקדמות בדםמעלה את הרעיון ארוך השנים שרק טסיות הדם, שברי התאים הקטנים המחברים בתחילה פצעים, מניעים התכווצות קריש. במקום זאת, צוות פן מצא כי תאי הדם האדומים עצמם תורמים לתהליך מכריע זה של התכווצות וייצוב קרישי דם.

תאי דם אדומים נחקרו מאז המאה ה -17. העובדה המפתיעה היא שאנחנו עדיין מגלים דברים חדשים עליהם במאה ה -21. "

פרשנט פורוהיט, מחבר משותף, פרופסור להנדסת מכונות ומכניקה יישומית בתוך הנדסת פן

ממצא בלתי צפוי

עד כה, החוקרים האמינו שרק טסיות הדם היו אחראיות להתכווצות קריש. שברי תאים זעירים אלה מושכים גדילים דמויי חבל של פיברין החלבון כדי להדק ולייצב קרישים.

"תאי דם אדומים נחשבו כעוברי אורח פסיביים", אומר המחבר המשותף ג'ון וייזל, פרופסור לביולוגיה של תאים וביולוגיה התפתחותית בתוך PSOM וסניף של קבוצת הבוגרים הביולוגית בהנדסת פן. "חשבנו שהם פשוט עוזרים לקריש לעשות חותם טוב יותר."

הנחה זו החלה להתפרק כאשר וייזל וליטווינוב ביצעו מבחן שהם ציפו להיכשל. הם יצרו קרישי דם ללא טסיות דם. "לא ציפינו ששום דבר לא יקרה", אומר וייסל. "במקום זאת, הקרישים התכווצו ביותר מ- 20%."

כדי לבדוק שוב את תוצאותיהם, הצוות חזר על הניסוי באמצעות דם רגיל שטופל בכימיקלים כדי לחסום את פעילות הטסיות. הקרישים עדיין נדבקו. "זה הרגע שהבנו שכדאי דם אדומים חייבים לעשות יותר מאשר רק לתפוס מקום", אומר ליטווינוב.

דוגמנות המכניקה של קרישי דם

כדי להבין כיצד תאי דם אדומים מניעים את ההתנהגות הבלתי צפויה הזו, הצוות פנה לפורוהיט, מהנדס מכונות על ידי אימונים.

מומחה לחומרים רכים כמו קרישי דם וג'לים, Purohit פיתח מודל מתמטי שהציע שתאי דם אדומים קומפקטים יחד בעיקר בגלל "הידלדלות אוסמוטית".

תהליך זה מסביר גם כיצד חלקיקים בקולואידים – תערובות כמו צבע, חלב או מים בוציים – יכולים לאסוף וליצור אשכולות כאשר התנאים סביבם משתנים.

"בעיקרו של דבר, החלבונים בנוזל שמסביב יוצרים חוסר איזון בלחץ הדוחף יחד כדוריות דם אדומות", אומר Purohit. "הכוח האטרקטיבי הזה גורם להם לארוז חזק יותר, ועוזר לקריש להתכווץ גם ללא טסיות דם."

איך קרישה עובדת ללא טסיות דם

כאשר הדם מתחיל בקריש, חלבון דמוי רשת הנקרא פיברין יוצר רשת שמלכודת תאי דם אדומים ומושכת אותם קרוב זה לזה. "האריזה הזו מציבה את הבמה לכוחות ההידלדלות האוסמוטיים להשתלט", אומר Purohit.

ברגע שכדורי הדם האדומים נארזים בחוזקה בתוך רשת הפיברין, חלבונים בנוזל שמסביב נלחצים מהמרחבים הצרים שבין התאים. זה יוצר חוסר איזון: ריכוז החלבונים גבוה יותר מחוץ לתאים הארוזים מאשר ביניהם, מה שמביא להבדל ב"לחץ אוסמוטי ".

הפרש הלחץ הזה פועל כמו לחיצה מבחוץ, ודוחף את תאי הדם האדומים עוד יותר קרוב זה לזה. "אטרקציה זו גורמת לתאים לצבור ולהעביר כוחות מכניים לרשת הפיברין סביבם", מוסיף פורוהיט. "התוצאה היא קריש חזק יותר וקומפקטי יותר, אפילו בלי פעולת טסיות הדם."

אימות הדגם

מחקרים קודמים הציעו הסבר אפשרי נוסף: גישור, בו האטרקציה בין מולקולות קטנות על פני כדוריות הדם האדומות גורמת להם לדבוק.

"המודל שלנו הציע כי אפקט הגישור היה אמיתי", אומר פורוהיט, "אך קטן בהרבה מההשפעה של דלדול אוסמוטי."

כדי לבדוק את המודל, הסופרת הראשונה אלינה פשקובה, כיום חוקרת פוסט -דוקטורט בפרמקולוגיה בתוך PSOM, ביצעה סדרת ניסויים על קרישי דם שונה.

בהיעדר המולקולות הגורמות לאפקט הגישור, הקרישים עדיין התכווצו, אך מעט התכווצות התרחשה בסביבה שנועדה למנוע דלדול אוסמוטי.

"אישרנו באופן ניסיוני מה חזה המודל", אומר פשקובה. "זו דוגמה לתיאוריה ולפרקטיקה שמתלכדים זה בזה."

נלחם בקרישת מחלות ומשיכות

השגת הבנה טובה יותר של התפקיד של תאי דם אדומים שממלאים בהיווצרות ובתבגרות הקרישים עלולה להוביל לטיפולים חדשים במצבים כמו תרומבוציטופניה, בהם ספירת טסיות דם נמוכות עלולות לגרום לדימום בלתי מבוקר.

הממצאים יכולים גם לשפוך אור על האופן בו קרישים פורצים לשברים הנוסעים בזרם הדם ולגרום לחסימות – המכונות תסחיפים – שיכולים לעורר משיכות.

"בסופו של דבר, המודל שלנו יעזור בהבנה, מניעה וטיפול במחלות הקשורות לקרישה בתוך זרם הדם", אומר Purohit.