Une nouvelle méthode pour surveiller les dommages sanguins en temps réel

Revu par Emily Henderson, B.Sc.21 mai 2020

Selon la National Kidney Foundation, plus de 37 millions de personnes vivent avec une maladie rénale.

Les reins jouent un rôle important dans l'organisme, de l'élimination des déchets à la filtration du sang. Pour les personnes atteintes d'une maladie rénale, la dialyse peut aider le corps à exécuter ces fonctions essentielles lorsque les reins ne fonctionnent pas à pleine capacité.

Cependant, les globules rouges éclatent parfois lorsque le sang est envoyé par un équipement défectueux censé nettoyer le sang, comme une machine de dialyse. C'est ce qu'on appelle l'hémolyse. L'hémolyse peut également se produire pendant les analyses de sang lorsque le sang est prélevé trop rapidement à travers une aiguille, ce qui entraîne des échantillons de laboratoire défectueux.

Il n'y a pas d'indicateur fiable que les globules rouges sont endommagés en milieu clinique jusqu'à ce qu'un individu commence à montrer des symptômes tels que fièvre, faiblesse, étourdissements ou confusion.

L'ingénieur en mécanique de l'Université du Delaware, Tyler Van Buren, et ses collègues collaborateurs de l'Université de Princeton ont développé une méthode pour surveiller les dommages sanguins en temps réel.

Notre objectif était de trouver une méthode qui pourrait détecter les dommages aux globules rouges sans avoir besoin de tester des échantillons de laboratoire. « 

Tyler Van Buren, professeur adjoint de génie mécanique, Université du Delaware

Les chercheurs ont récemment rapporté leur technique dans Rapports scientifiques, une La nature publication.

Détecter les dommages aux cellules sanguines

Dans le corps, les globules rouges flottent dans le plasma aux côtés des globules blancs et des plaquettes. Le plasma est naturellement conducteur et est efficace pour faire passer une charge électrique. Les globules rouges regorgent d'hémoglobine, une protéine transportant l'oxygène, également conductrice.

Cette hémoglobine est généralement isolée du corps par la doublure cellulaire. Mais à mesure que les globules rouges éclatent, l'hémoglobine est libérée dans la circulation sanguine, ce qui rend le sang plus conducteur.

« Pensez au sang comme une rivière et aux globules rouges comme des ballons d'eau dans cette rivière », a déclaré Van Buren, qui a rejoint UD en 2019. « Si vous avez des électrons (particules chargées négativement) qui attendent de traverser la rivière, c'est plus difficile. quand il y a beaucoup de ballons d'eau présents. C'est parce que le caoutchouc est isolé, donc le sang sera moins conducteur. Comme les ballons d'eau (ou les cellules sanguines) se brisent, il y a moins de barrières et le sang devient plus conducteur, ce qui le rend plus facile pour les électrons de se déplacer d'un côté à l'autre. « 

En dialyse, le sang d'un patient est retiré du corps, nettoyé, puis remis en circulation dans le corps. Les chercheurs ont développé une expérience simple pour voir s'ils pouvaient mesurer la résistance mécanique du sang à l'extérieur du corps.

Pour tester leur technique, les chercheurs ont fait circuler du sang sain à travers le système de laboratoire et ont progressivement introduit du sang endommagé mécaniquement pour voir si cela changerait la nature conductrice du fluide dans le système.

Ça faisait. Les chercheurs ont constaté une corrélation directe entre la conductivité du fluide dans le système et la quantité de sang endommagé incluse dans l'échantillon.

Bien que ce problème de sang endommagé soit très rare, la méthode de l'équipe de recherche présente un moyen potentiel de surveiller indirectement les dommages sanguins dans le corps pendant la dialyse. Les chercheurs théorisent que si les cliniciens étaient en mesure de surveiller la résistance du sang d'un patient entrant dans une machine de dialyse et en sortant, et qu'ils ont vu un changement majeur de résistance – ou de conductivité – il y a de bonnes raisons de croire que le sang est endommagé .

« Nous ne sommes pas des médecins, nous sommes des ingénieurs mécaniciens », a déclaré Van Buren. « Cette technique nécessiterait beaucoup plus de vérifications avant d'être appliquée en milieu clinique. »

Par exemple, Van Buren a déclaré que la méthode ne fonctionnerait pas nécessairement dans les populations de patients parce que la conductivité sanguine d'un individu n'est que cela, un individu.

À l'avenir, Van Buren a déclaré qu'il serait intéressant d'évaluer si la conductivité pouvait également être utilisée à la place de l'échantillonnage en laboratoire pour des applications en dehors de la dialyse. Par exemple, cela pourrait être utile dans la recherche visant à comprendre comment les cellules sanguines peuvent être endommagées, à l'intérieur et à l'extérieur du corps, et les méthodes possibles de prévention.

Il est également curieux de savoir si cette méthode pourrait être utilisée pour évaluer et identifier les échantillons de sang compromis sur place, ce qui économise du temps et de l'argent pour les hôpitaux ou les laboratoires de diagnostic, tout en éliminant la nécessité pour les patients de faire plusieurs voyages pour se faire prélever du sang en cas de problème. .