Chaque fois qu'un vaisseau sanguin se divise en vaisseaux plus petits, les globules rouges (GR) sont présentés avec la même décision :prendre le capillaire gauche ou le droit. Alors que l'on pourrait penser que les globules rouges se diviseraient uniformément à chaque embranchement de la route, on sait qu'à certains moments, Les globules rouges semblent préférer un vaisseau à l'autre. Un nouveau modèle informatique cherche à déterminer pourquoi les globules rouges se comportent de cette façon, démêler l'un des plus grands mystères de notre système vasculaire

Une paire de chercheurs de l'Université Rutgers a démontré une nouvelle simulation numérique directe dans Physique des fluides , qui prédit le flux de globules rouges à travers les réseaux de capillaires du corps. En construisant un réseau de capillaires virtuels, l'équipe a découvert que non seulement le flux à travers les soi-disant vaisseaux mère peut parfois devenir asymétrique, conduisant à une répartition inégale des globules rouges dans les vaisseaux filles, mais ces jonctions basculent également entre un écoulement pair et inégal dans le temps.

"C'est le problème biologique qui a une importance immense dans les états sains et les états pathologiques, " dit Prosenjit Bagchi, l'un des auteurs de l'article. « Ces phénomènes sont connus depuis des siècles, mais en termes de modélisation informatique haute fidélité, il n'y en a pas eu beaucoup."

Bagchi compare la partition des cellules sanguines aux bifurcations le long des vaisseaux sanguins aux voitures dans la circulation où, parfois, des détours se produisent. Tout d'une blessure, à un capillaire bloqué, à une tumeur créant de nouveaux vaisseaux pour s'alimenter peut conduire à la mise hors d'usage d'un vaisseau sanguin. "Quand il s'agit de vaisseaux sanguins, nous l'utilisons ou le perdons, " dit Bagchi. " Si une ville voit que personne ne conduit sur une route particulière, ils cesseront de le suivre et pourraient le jeter. Les réseaux microvasculaires changent constamment d'architecture, même dans le processus de vieillissement."

Une méthode importante pour modéliser la partition des globules rouges, appelé écrémage plasma, rend les globules rouges sous forme de points infiniment petits qui se déplacent dans un vaisseau sanguin. Le groupe de Bagchi a été surpris d'apprendre à quel point cette technique sous-estime le comportement de partitionnement et conduit à une distribution très non uniforme des cellules dans un réseau. En considérant l'effet de la taille de la cellule, connu sous le nom de criblage cellulaire, l'équipe a modélisé le flux avec beaucoup moins d'hétérogénéité dans la distribution cellulaire.

Les travaux du groupe jettent un nouvel éclairage sur une hypothèse de longue date selon laquelle les bifurcations des vaisseaux sanguins distribuent les globules rouges de manière proportionnelle ou disproportionnée par rapport au débit. Au lieu, leurs résultats ont révélé que les navires peuvent basculer entre un partitionnement uniforme et inégal, basé sur des facteurs comprenant des mécanismes en amont qui déplacent les globules rouges d'un côté du vaisseau mère, regroupement de globules rouges aux points de bifurcation, ou des changements dans la résistance à l'écoulement dans les vaisseaux filles.

Bagchi a déclaré qu'il espérait que ses découvertes et son modèle se révéleraient être un outil utile pour les chercheurs cherchant à mieux comprendre le flux sanguin dans les réseaux microvasculaires. À l'avenir, son équipe se tourne vers d'autres particules, y compris la façon dont les particules de médicament sont distribuées, pour prédire avec précision leur transport à travers les réseaux capillaires.