Płytki krwi, wyspecjalizowane komórki krwi, odgrywają kluczową rolę w organizowaniu reakcji hemostatycznej w celu zatrzymania krwawienia po urazie oraz w ułatwianiu gojenia naczyń krwionośnych1. Ponadto służą również jako kluczowe mediatory w zakrzepicy, głównej przyczynie zgonów związanych z chorobą zakrzepowo-zatorową na całym świecie2,3,4,5,6. Kiedy dochodzi do urazu naczyniowego, płytki krwi przechodzą szereg złożonych, regulowanych i wieloetapowych procesów funkcjonalnych. Należą do nich adhezja do macierzy wewnętrznej, napływ wewnątrzkomórkowego wapnia wywołujący zmiany konformacyjne płytek krwi, aktywację, wydzielanie granulek, agregację i skurcz cytoszkieletu, ostatecznie tworząc i stabilizując korki hemostatyczne, aby uszczelnić uszkodzone miejsca i zapobiec krwawieniu7,8. Pomimo znacznych postępów w dziedzinie leków przeciwpłytkowych i strategii terapeutycznych9,10,11, ryzyko zakrzepicy utrzymuje się. Leczenie przeciwpłytkowe wiąże się z wyzwaniami, takimi jak ryzyko krwawienia jatrogennego, trudności w osiągnięciu skuteczności przeciwzakrzepowej przy jednoczesnym utrzymaniu hemostazy oraz zmienność reakcji pacjenta, w tym oporność na leki12,13.
Chociaż mechanizmy molekularne rządzące fazami odpowiedzi płytek krwi są dobrze udokumentowane, obecne metody badania funkcji płytek krwi pozostają nieoptymalne. Tradycyjne testy laboratoryjne często zawodzą, ponieważ oceniają tylko ograniczone aspekty aktywności płytek krwi we wczesnym i środkowym stadium, takie jak adhezja, agregacja lub lepkość skrzepów7,14,15,16,17,18. Ta częściowa analiza może prowadzić do niewystarczających informacji. Co więcej, testy te nie oferują jednoczesnej, ciągłej i szybkiej oceny wielu kluczowych elementów funkcjonalnych płytek krwi w jednym teście. W związku z tym ograniczenie to hamuje postęp zarówno w hematologii klinicznej, jak i eksperymentalnej. Z biegiem czasu opracowano mnóstwo czujników impedymetrycznych lub pojemnościowych do różnych zastosowań biomedycznych19,20,21,22,23,24,25,26,27,28.
Tutaj prezentujemy protokół oceny funkcji płytek krwi w multipleksie za pomocą biosensora pojemnościowego. Atrakcyjną cechą proponowanego podejścia jest czułe monitorowanie dynamicznych zmian w szerokim spektrum funkcji płytek krwi na poziomie komórkowym. Przedstawione podejście wykorzystuje bioczujnik składający się z dwóch mikrochipów: górnego chipa silikonowego, który jest jednorazowego użytku, zawierającego studzienkę na próbkę cytrynowanego osocza bogatopłytkowego oraz elektrodę czujnikową pokrytą ludzką fibronektyną w celu ułatwienia adhezji płytek krwi, a także dolny chip krzemowy wielokrotnego użytku zawierający elektrodę referencyjną. Ciągły pomiar dynamicznych zmian pojemności podczas całego procesu krzepnięcia, obejmujący adhezję płytek krwi, aktywację i postaktywację, umożliwia czułą analizę związaną z różnicami w liczbie płytek krwi, poziomach aktywacji płytek krwi i hamowaniu szlaków aktywacji. Kliniczną wykonalność i użyteczność tej metody wykazano przy użyciu odpowiednich próbek ludzkiego osocza, co podkreśla jej potencjał w zakresie solidnej oceny funkcji płytek krwi w warunkach klinicznych.