Sichelzellenkrankheit besser verstanden mit neuen Computerbildern
Gesundheit

Sichelzellenkrankheit besser verstanden mit neuen Computerbildern

Sichelzellenanämie ist eine genetische Erkrankung, die Millionen von Menschen auf der ganzen Welt betrifft. Es zielt auf das Hämoglobin in den roten Blutkörperchen, die für den Transport von Sauerstoff durch den Körper verantwortlich sind. Der Sauerstoffmangel in den von der Krankheit betroffenen Zellen führt dazu, dass sich das Hämoglobin in langen Fasern zusammenbindet und gegen die Zellmembran drückt. So entsteht die Sichelform, die der Krankheit ihren Namen gegeben hat. Aufgrund ihrer länglichen Form können die Zellen Durchgänge durch kleinere Venen und Kapillaren blockieren, was äußerst schmerzhaft ist.

Neue Forschungen von der Brown University haben neue Bilder davon hervorgebracht, was in den betroffenen roten Blutkörperchen passiert. Das Forscherteam hofft, die Hämoglobinfasern und ihre Mechanismen modellieren zu können, um besser zu verstehen, wie die Krankheit funktioniert. So haben sie computergenerierte Modelle der Prozesse erstellt.

Der Computer "verwendet detaillierte biomechanische Daten darüber, wie Sichel-Hämoglobinmoleküle sich verhalten und miteinander verbinden, um den Aufbau einer Polymerfaser zu simulieren." Frühere Forscher sind auf das Problem gestoßen dass es einfach zu viele Daten gibt und nicht genug Zeit für einen Computer, um alles zu analysieren. Während der Computer die Daten der Zelle analysiert, wachsen die Fasern weiter exponentiell.

Die Forscher von Brown haben eine Lösung für dieses Problem gefunden, indem sie ein mesoskopisches adaptives Auflösungsschema (MARS) verwendet haben. Die MARS-Lösung verfolgt das Hämoglobin nur an den Enden der wachsenden Polymerfasern. Das Modell verfolgt die Fasern, bis sich auf jeder Schicht vier Schichten entwickelt haben. An diesem Punkt wird die Auflösung dieses Abschnitts des Hämoglobins verringert. Auf diese Weise verfolgt das MARS-Modell die wichtigen Mechanismen der Fasern, ohne sich durch die Fülle an Informationen in den kleinsten Einzelheiten festsetzen zu müssen.

Sichelzelle ist nicht die einzige abnormale Zellenform

Das Modell konnte zeigen wie die Fasern, wenn sie anders zusammenklumpen, andere Zellformen als nur die Sichelform erzeugen können. Die Forscher waren in der Lage, individuelle Modelle für jede der verschiedenen Zellformen zu erstellen, die die Polymerfasern erzeugen können. Sie wollen diese neuen Informationen nutzen, um nach neuen Behandlungsmöglichkeiten für die Krankheit zu suchen.

Derzeit gibt es nur zwei zugelassene Medikamente gegen Sichelzellenanämie. Eine dieser Optionen beinhaltet die Erhöhung des fetalen Hämoglobins bei Patienten. Fetales Hämoglobin ist, was wir als Babys geboren werden. Diese sind gegenüber den Polymerisationsprozessen der infizierten Sichelzellenfasern resistent, dh sie können nicht aus ihrer normalen Form herausgebogen werden.

Das für das neue Modell verantwortliche Team der Brown University hofft, weiterhin Tests mit ihren Patienten durchführen zu können MARS-Modell mit fetalem Hämoglobin, um festzustellen, wie es die Polymerisation des Hämoglobins verhindert. Diese zukünftigen Tests könnten helfen, genau zu bestimmen, wie viel fetales Hämoglobin benötigt wird, um gegen die Sichelzellenanämie wirksam zu werden, was die Dosis, die den Patienten bei der Verschreibung gegeben wird, perfektionieren könnte.

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