A betegek vérének bármikor hozzáférhető virtuális másolata nagy segítséget jelenthet az orvosok és a tudósok számára: ennek használatával a kezeléseket szimuláció útján futtathatnák le, meghatározva a beteg vérének megfelelő pontos gyógyszeradagot és -típust egy-egy probléma megoldására.

A University of Pennsylvania kutatói a vérlemezkék betegre specifikus viselkedését szimulálták a véredényekhez hasonló áramlási körülmények között. Konkrétan azt vizsgálták, hogy milyen hatásokra, hogyan formálódnak rögök a betegek vérlemezkéiből, illetve milyen módon oldhatók fel ezek. A rögképződés szervezet működésének természetes része, létfontosságú szerepe van a vérzéscsillapítás és a sebgyógyulás folyamatában. A rossz helyen kialakuló, például a szív koszorúereiben képződő és lerakódó vérrögök azonban nagy veszélyt jelenthetnek a szervezetre, mivel szívrohamot okozhatnak. Az ilyen rögök méretét a veszélyeztetett betegekben többek közt aszpirin adagolásával igyekeznek csökkenteni, de mivel a rögképződés precíz folyamata szervezetről szervezetre eltér, a gyógyszerek is mindenkire más mértékben fejtik ki hatásukat.

A vérlemezkék olyanok, mint a számítógépek: számos jelet integrálnak és komplex döntéseket hoznak a teendőkkel kapcsolatban, magyarázza Scott Diamond, a Blood című folyóiratban megjelent tanulmány egyik szerzője. „Azt akartuk megtudni, hogy képesek vagyunk-e kellő számú laborvizsgálattal kimutatni azokat az apró eltéréseket, amelyek mindenkit egyedivé tesznek. Egy hasonló vizsgálat nem lenne lehetséges a máj, a szív vagy az agy sejtjeivel kapcsolatban, de egy kémcsőnyi vért könnyedén levehetünk bárkitől.”

A lemezkék aktiválódásuk során megnövelik belső kalciumszintjüket, ennek hatására pedig tromboxán és ADP szabadul fel belőlük. Ez utóbbiak aztán tovább növelik a kalciumszintet, éppen ezért a két ágens elsődleges célpontja a véralvadásgátló gyógyszereknek. Ezek megakadályozzák a kálciumszint további növekedését, gátolva a lemezkék összetapadását és a rögképződést.

A különböző páciensektől származó lemezkék viselkedését különféle hatásoknak kitéve vizsgálták, és a rengeteg adat alapján elkészítették a betegre jellemző rögképződés modelljét. A kutatók elmondása szerint a szimuláció segítségével sokkal hatékonyabban tudták belőni a különböző problémák esetén leghatásosabban működni képes gyógyszerfajtát és ennek pontos dózisát. Az alanyok között például találtak egyet, akinek vérlemezkéi egy ritka genetikai mutációnak következtében ellenállnak az aszpirin hatásának.

A betegspecifikus vérfunkciók szimulációja a rendszerbiológia fejlődő tudományágának részét képezi. Egy rögképződési modell felépítéséhez sejtek ezreinek külső és belső működési folyamatait kell ismerni egy folytonosan változó körülményeket produkáló áramlási környezetben. Az időjárási rendszerek vizsgálata vagy a repülőgépek tervezése a légmozgások vizsgálatát és szimulációját igényli. A szív- és érrendszer különféle folyamatai egy mindenkire egyedien jellegzetes folyadék, az emberi vér áramlási rendszerében zajlanak le. A vérfunkciók alapos megismeréséből számos orvosi terület profitálhat, általa megjósolhatóvá válhatnak a különféle beavatkozások kockázatai, az alkalmazott gyógyszerek hatásossága, illetve a betegségek lefolyásának mechanizmusa is, mondja Diamond.