Российские ученые совместно с иностранными коллегами испытали новое устройство, способное отслеживать формирование тромбов в режиме реального времени. Принцип его работы основан на регистрации изменения отражения света лазера от поверхности сосуда. Эксперименты показали, что система способна обнаруживать тромбы даже на начальных этапах их роста, что поможет выявлять риски тромбоза еще задолго до того, как это приведет к развитию болезней сердца. Статья по работе, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликована в Journal of Clinical Laboratory Analysis.

Болезни сердца остаются лидирующей причиной смертности во всем мире уже 20 лет, и с начала века число случаев возросло более чем на два миллиона, достигнув отметки в девять миллионов. Зачастую в основе их развития лежат защитные механизмы организма. Так, когда повышается скорость тока крови, как если бы была повреждена артерия, активируется фактор фон Виллебранда. Этот белок плазмы крови с углеводным хвостом изменяет свою форму от сложной к более простой, чтобы с ним могли связаться рецепторы тромбоцитов. В результате клетки прилипают к поврежденному сосуду, закрывая брешь и не допуская смертельной кровопотери. Вместе с тем, если в сосудах сердца по той или иной причине снизится скорость тока крови, этот же фактор может привести к образованию сгустка, или тромба. Полное или частичное закрытие сосуда чревато гибелью тканей сердца и развитием ишемической болезни сердца.

Российские ученые совместно с иностранными коллегами разработали прибор, способный регистрировать формирование сгустков.

«Важная отличительная особенность нашей технологии — возможность исследования гидродинамической, то есть возникающей под влиянием движения жидкости, активации фактора фон Виллебранда. Он критически важен для образования тромба при повреждении сосудов артериального русла при высоких скоростях тока крови. В настоящее время не только на российском, но и на мировом рынке отсутствуют устройства, способные рутинно измерять активность фактора в потоке», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Зуфар Габбасов, доктор биологических наук, руководитель лаборатории клеточного гемостаза Национального медицинского исследовательского центра кардиологии.

Сотрудники Национального медицинского исследовательского центра кардиологии (Москва), Университета имени Я. А. Коменского (Словакия), Университета медицины и фармации Виктора Бабеша (Румыния), Масарикова университета (Чехия), Университета Овьедо (Испания) и Института Медико-биологических проблем РАН (Москва) продемонстрировали, как их устройство отслеживает прикрепление тромбоцитов к фибриногену — белковому «каркасу» тромба. В эксперименте участвовали семь здоровых добровольцев и два больных в возрасте от 30 до 55 лет. Один из пациентов страдал от аутоиммунной тромбоцитопении — заболевания, сопровождающегося снижением уровня тромбоцитов — а другой имел самую тяжелую форму болезни фон Виллебранда, при которой соответствующий фактор полностью отсутствует. У обоих участников эксперимента была нарушена свертываемость крови и нередки наблюдались кровоподтеки и даже кровотечения.

«Суть работы устройства заключается в регистрации того, как изменяется отражение света лазера от пристеночной области сосуда. Исследование производится с использованием одноразовых микрофлюидных чипов, или картриджей, в полностью автоматизированном режиме. На анализ поступает цельная кровь сразу после взятия, сам процесс занимает не более 10-15 минут. Благодаря этому возможно широкое внедрение прибора в клинические диагностические лаборатории и есть основания рассчитывать на широкий охват применений: инфаркты и оценка риска тромботических осложнений при ишемической болезни сердца и инфекционных заболеваниях, а также прогноз возможных кровотечений перед операцией и после нее», — отмечает Зуфар Габбасов

Результаты исследования показали, что разработанная тест-система эффективно регистрирует будущий тромб в условиях контролируемого потока — при этом изменяется рассеяние света лазера. Также авторы добавили в образцы вещества, блокирующие рецепторы тромбоцитов, с которыми взаимодействует фактор фон Виллебранда или фибриноген. В случае первого образование тромбов снизилось в образцах от здоровых людей и от пациента с тромбоцитопенией; при отсутствии фактора ничего не изменилось. Добавление препарата-блокировщика рецептора фибриногена вовсе предотвратило формирование сгустков. Все эти процессы регистрировал прибор.

«В нашей работе мы изучаем, как может происходить процесс прилипания клеток крови при высоких скоростях ее тока в местах повреждения сосудов и разрыва атеросклеротической бляшки — сгустка на стенке сосуда, — когда обнажаются волокна коллагена. Ближайшие планы включают комплексное исследование параметров пристеночного тромбообразования и нарушений активации фактора фон Виллебранда у пациентов с ранним возникновением ишемической болезни сердца, что является актуальной задачей современной медицины», — подводит итог Зуфар Габбасов.

 

Рисунок 1. Устройство прибора. Источник: Gabbasov et al. / J. Clin. Lab. Anal., 2021

Пресс-⁠служба Российского научного фонда