درک جزییات بیماری سلول داسی شکل با مدل‌ ریاضی

محققان دانشگاه براون آمریکا با استفاد از مدلسازی رایانه ای ریاضی موفق به درک جزییات سلول‌های قرمز خون در بیماری سلول داسی شکل شدند.

کد خبر: ۱۶۶۷۵۶

تاریخ: ۰۹ مرداد ۱۳۹۶ - ۰۸:۵۷

به گزارش ایران اکونومیست به نقل  از ساینس دیلی، هموگلوبین پروتئینی است که در گلبول‌های قرمز خون وجود دارد و وظیفه آن انتقال اکسیژن و دی اکسید کربن است. هموگلوبین به طور طبیعی صاف و گرد است؛ گاهی سلول‌های هموگلوبین بسیار سخت، چسبنده و به شکل داس می‌شوند و به راحتی از مویرگ‌های خونی عبور نمی‌کنند.
بنابراین اکسیژن به خوبی توسط خون حمل نمی‌شود و بیماری کم خونی داسی شکل بوجود می آید. در سلول‌های قرمز خونی طبیعی، هموگلوبین به‌طور مساوی در خون پراکنده می‌شود. در سلول‌های قرمز خونی داسی شکل،‌ هموگلوبین جهش‌یافته بر اثر کمبود اکسیژن می‌تواند ترکیب شود و به فیبرهای پلیمری بلند متصل شود و به غشای سلول‌ها فشار وارد کند و سلول را از شکل طبیعی خارج کند. محققان با استفاده از مدل‌های ریاضی موفق به درک چگونگی تشکیل این فیبرها و ویژگی‌های آن شده‌اند. این مدل با استفاده از اطلاعات بیومکانیکی دقیق طراحی شده و چگونگی رفتار مولکول‌های هموگلوبین و ترکیب آن با یکدیگر را توضیح می‌دهد.
گاهی تغییر شکل و چسبندگی سلول‌ها سبب می‌شود که رگ‌های خونی مسدود شوند و بیمار به دنبال درد شدید، در بیمارستان بستری شود. گاهی این عارضه منجر به نارسایی ارگان‌های داخلی و مرگ زودهنگام می‌شود. عفونت شدید، سکته مغزی، سردرد، مشکلات قلبی و کبدی از مهمترین عوارض کم خون داسی شکل هستند.
بیماری سلول داسی شکل (SCD) یک بیماری ژنتیکی شایع است و آمار نشان می دهد که سالانه تقریبا 500 هزار نوزاد با این بیماری متولد می‌شوند و 50 درصد از این افراد قبل از پنج سالگی جان خود را از دست می‌دهند. این بیماری در همه نقاط دنیا شایع است؛ ولی در آفریقا و آسیا شیوع بیشتری دارد.
در حال حاضر یکی از مهمترین روش‌های درمان سلول داسی شکل، پیوند سلول های بنیادی است.
محققان معتقدند مدل‌های ریاضی استراتژی‌های درمانی جدیدی پیش روی پزشکان قرار می‌دهد که قادر به درمان بیماری‌های ژنتیکی خون است. این بیماری‌ها سالانه میلیون‌ها نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می‌دهند.
نتایج این مطالعه در نشریه Biophysical منتشر شده است.