Gli esami del sangue di laboratorio vengono spesso eseguiti forzando i campioni attraverso piccoli canali. Quando i canali sono molto piccoli, come nei dispositivi microfluidici, i globuli rossi (RBC) si deformano e poi si rilassano tornando alla loro forma originale dopo essere usciti dal canale. Il modo in cui si verificano la deformazione e il rilassamento dipende sia dalle caratteristiche di flusso che dalle proprietà meccaniche della membrana esterna della cellula.

Nel numero di questa settimana della rivista Biomicrofluidica , viene riportato un metodo per caratterizzare il recupero della forma di globuli rossi umani sani che fluiscono attraverso un canale ristretto microfluidico. Questa indagine ha rivelato un accoppiamento tra le proprietà meccaniche della cella e le proprietà idrodinamiche del flusso. Inoltre, il metodo potrebbe distinguere tra globuli rossi sani e quelli infettati dal parassita della malaria. Ciò suggerisce una possibile nuova tecnica per diagnosticare la malattia.

Il dispositivo microfluidico consisteva in un canale stretto intervallato da una successione di aree più larghe a forma di dente di sega. Una soluzione di globuli rossi viene pompata attraverso il sistema applicando pressione da un'estremità. Mentre le cellule viaggiano attraverso il canale, si osservano al microscopio. Le immagini vengono catturate con una telecamera ad alta velocità e inviate a un computer per l'analisi.

Quando un RBC entra in un canale stretto, assume una forma simile a un paracadute. Quando esce in una vasta regione, si allunga nella direzione del flusso fino a incontrare il successivo allargamento e viene nuovamente allungato dal flusso.

All'uscita finale, sono stati osservati due diversi comportamenti di recupero della forma, a seconda della velocità del flusso e della viscosità del mezzo. Ad alta velocità di flusso e viscosità, le cellule si allungano alla loro ultima uscita dal canale e poi recuperano le loro forme originarie. A velocità e viscosità inferiori, però, la forma a paracadute viene recuperata direttamente all'uscita.

I ricercatori hanno scoperto che le condizioni idrodinamiche in cui si verifica la transizione tra questi due diversi comportamenti di recupero dipendono dalle proprietà elastiche dei globuli rossi.

La coautrice Magalie Faivre ha dichiarato:"Sebbene sia stato dimostrato che il tempo necessario alle cellule per recuperare la loro forma dopo l'uscita dal canale dipende dalle condizioni idrodinamiche, abbiamo dimostrato che, ad un dato stress, questo tempo di recupero può essere utilizzato per differenziare i globuli rossi sani da quelli infetti da Plasmodium falciparum." Il Plasmodium falciparum è uno dei parassiti che causano la malaria.

I ricercatori stanno cercando di espandere il loro studio per trovare un modo per rilevare "firme" per altri tipi di malattie.

"Stiamo attualmente valutando se il nostro approccio è in grado di discriminare l'alterazione di diversi componenti strutturali della membrana dei globuli rossi, " disse Faivre. "Per farlo, stiamo studiando i globuli rossi di pazienti con malaria, anemia falciforme e sferocitosi ereditaria”.