(Phys.org)—I ricercatori dell'Università di Lisbona e del Centro ospedaliero di Lisbona nord (Centro Hospitalar Lisboa Norte) hanno condotto uno studio pilota che ha dimostrato come la microscopia a forza atomica (AFM) potrebbe essere utilizzata come strumento diagnostico non invasivo per il cuore cronico malattia. Il loro lavoro appare nel recente numero di Nanotecnologia della natura .

L'Organizzazione Mondiale della Sanità stima che 17,5 milioni di persone muoiono ogni anno a causa di malattie cardiovascolari. La cardiomiopatia ischemica è la causa più comune di insufficienza cardiaca e in genere ha una prognosi infausta per i pazienti. L'insufficienza cardiaca cronica ischemica (CHF) si verifica quando il cuore non può ricevere abbastanza sangue, spesso a causa di ostruzione arteriosa o cicatrici da attacchi di cuore. Poiché CHF è così pervasivo, i ricercatori hanno cercato biomarcatori per indicare il rischio del paziente per il ripetersi, inclusa la diagnosi di CHF ischemico rispetto a quello non ischemico.

Utilizzando tecniche AFM e basandosi sui loro studi precedenti su come il fibrinogeno, una proteina presente nel plasma sanguigno, si lega alla membrana cellulare degli eritrociti (cioè, globuli rossi), Ana Filipa Guedes, Filomena A. Carvalho, Ines Malho, Nuno Lousada, Luis Argento, e Nuno C. Santos hanno osservato cambiamenti molecolari che si verificano in pazienti con CHF ischemico. Questi cambiamenti potrebbero essere utilizzati per valutare il rischio del paziente e fornire potenziali bersagli per la scoperta di farmaci. Hanno testato quindici pazienti con CHF ischemico, quindici con CHF non ischemico, e quindici pazienti sani come gruppo di controllo.

La microscopia a forza atomica consente studi a livello molecolare perché la dimensione della punta della sonda è dell'ordine dei nanometri di diametro. In questo studio è stato utilizzato l'AFM per studiare la forza e la frequenza di legame tra il fibrinogeno e il recettore αvβ3 sulla superficie degli eritrociti e l'elasticità degli eritrociti attraverso la profondità di penetrazione della punta.

La punta AFM è stata funzionalizzata con molecole di fibrinogeno e messa in contatto con i recettori sulla superficie degli eritrociti. La forza di legame è stata trovata mediante misurazioni della forza quando la punta è stata allontanata dai siti dei recettori. Guede, et al. hanno scoperto che la forza e la frequenza di legame erano diverse in ciascun tipo di campione. I pazienti con CHF ischemico hanno mostrato la forza di legame più forte, ma la frequenza di legame più bassa. Il CHF non ischemico era il prossimo, seguito dal gruppo di controllo, che ha mostrato la più alta frequenza di legame ma la più bassa forza di legame tra il fibrinogeno e il recettore αvβ3.

È noto che gli eritrociti cambiano forma in base al loro ambiente fisiologico. Gli eritrociti cambieranno la loro forma quando una forza di taglio alta o bassa, o portata, viene loro applicato. Questo aiuta i globuli rossi a fluire senza intoppi e a non ostruirsi. Inoltre, alcune malattie possono causare cambiamenti nella forma degli eritrociti. La capacità di un eritrocita di cambiare forma si basa sull'elasticità della sua membrana.

Per determinare l'elasticità degli eritrociti, Guede, et al. guardato la profondità di penetrazione della punta AFM. Hanno scoperto che i globuli rossi di pazienti con CHF non ischemico avevano una rigidità media più elevata rispetto alle cellule del gruppo ischemico e del gruppo di controllo. Però, i globuli rossi di pazienti con CHF ischemico avevano una maggiore profondità di penetrazione cellulare. Gli studi sulla viscosità hanno anche mostrato che le cellule dei pazienti non ischemici erano più alte dei pazienti ischemici e del gruppo di controllo. La rigidità cellulare può essere una delle ragioni di una maggiore incidenza di eventi cardiovascolari dovuti a coaguli di sangue.

Finalmente, gli studi AFM sono stati correlati con i dati clinici dei pazienti. Dopo dodici mesi i pazienti che avevano una forza di legame più elevata tra il fibrinogeno e il recettore degli eritrociti avevano maggiori probabilità di essere ricoverati per complicanze cardiovascolari rispetto agli altri due gruppi. Studi statistici mostrano una correlazione tra forza di legame e ospedalizzazione entro i prossimi dodici mesi.

Sebbene questo sia solo uno studio pilota con un numero limitato di pazienti, gli autori sottolineano che questi risultati mostrano che l'AFM è un nanostrumento promettente per esaminare l'interazione tra il fibrinogeno e il legame degli eritrociti, che può essere utilizzato per identificare quei pazienti che sono a maggior rischio di un successivo evento cardiovascolare.

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