Prečo chceme simulovať krv?
Iveta Jančigová
Študovala matematiku na Matematicko-fyzikálnej fakulte Univerzity Komenského v Bratislave. Potom odišla na šesť rokov do USA, kde začala štúdium PhD. v aplikovanej matematike na Technologickom inštitúte v New Jersey. Zamerala sa na počítačové simulácie neurónov v mozgu. Vrátila sa s titulom Master. V PhD. pokračovala na Žilinskej univerzite v odbore aplikovaná informatika. Tam práve začínalo modelovanie a simulovanie mikrofluidických zariadení, ktorému sa venuje dodnes.
"Naším cieľom je sledovať rakovinové bunky."
Ale prečo ako tok buniek a nie ako rovnomernú kvapalinu?
"Musíme modelovať aj zvyšok krvi na úrovni buniek. Krv je z tohto pohľadu veľmi hustá. Až päťdesiat percent jej objemu sú bunky. Vlastne sa tam nedá skoro vôbec pohnúť. Bunky sa navzájom dotýkajú, tlačia na seba.
Náš model to vie zachytiť, ale nevedel by to, keby sme boli o úroveň vyššie, na úrovni homogénnej tekutiny. Nebolo by potom správne povedať, že máme spojitú tekutinu - krv - a v nej občas pláva objekt - rakovinová bunka. Lebo tým by sme časť skúmanej reality opísali inak a nevedeli by sme celkovo správne povedať, ako sa rakovinové bunky v takomto toku správajú."
Ako simulujete krv?
"V počítači. Vieme tam meniť rôzne parametre - ako zariadenie vyzerá, ako rýchlo má krv tiecť. Potom vieme povedať, aké zariadenie funguje lepšie a oplatí sa ho skúmať v praxi.
“Pre nás je hlavne dôležité, aby sme vedeli namodelovať správne samotnú krv, keďže tvorí 99,99 percenta nášho modelu. Na milióny červených krviniek pripadá len jedna rakovinová bunka.
„
Čím to dosiahneme?
"Matematicko-fyzikálny model, ktorý používame, má dve časti. Jednou je tekutina, teda krvná plazma, ktorá tvorí približne polovicu objemu krvi. Druhou časťou sú krvinky, ktoré v plazme plávajú – najmä elastické červené krvinky. Všetky ostatné bunky sú v krvi rádovo v menších počtoch, takže v našom modeli kladieme najväčší doraz na modelovanie červených krviniek."
Prečo?
"Červené krvinky majú priemer len osem mikrometrov. Ale kapiláry – najtenšie vlásočnice, cez ktoré musia krvinky v tele prejsť - majú priemer dva až tri mikrometre. Čiže tá bunka sa musí nejakým spôsobom cez tenkú vlásočnicu dostať."
Ako sa jej to podarí?
"Pomáha jej pri tom jej vysoká elasticita. Červená krvinka je veľmi ohybná, vie sa postláčať a zmeniť svoj tvar. Práve túto elasticitu sme sa snažili v našom modeli nasimulovať a strávili sme s tým veľa času. Je veľmi dôležitá pre správne namodelovanie toku krvi na bunkovej úrovni."
Ako ďaleko ste so svojim výskumom?
"Máme dobrý a funkčný model. Teraz sa ho snažíme porovnávať s biologickými experimentmi od iných výskumných skupín.
