Odkryto enzymy tworzące uniwersalną krew dawcy

Naukowcy z DTU i Uniwersytetu w Lund odkryli enzymy, które po zmieszaniu z czerwonymi krwinkami są w stanie usunąć określone cukry tworzące antygeny A i B w ludzkim układzie grupowym krwi ABO. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature Microbiology.

„Po raz pierwszy nowe koktajle enzymatyczne usuwają nie tylko dobrze znane antygeny A i B, ale także zaawansowane warianty, których wcześniej nie uznawano za problematyczne z punktu widzenia bezpieczeństwa transfuzji. Jesteśmy blisko produkcji uniwersalnej krwi od dawców grupy B, choć pozostaje jeszcze wiele do zrobienia, aby przekształcić bardziej złożoną grupę A” – mówi profesor Maher Abou Hashem, kierownik badań w DTU i jeden z głównych naukowców stojących za tym odkryciem.

Zauważa, że odkrycie to było wynikiem połączenia wiedzy badaczy z DTU w zakresie enzymów z mikroflory jelitowej człowieka i badaczy z Uniwersytetu w Lund w dziedzinie węglowodanów i transfuzji.

Duże zapotrzebowanie na krew dawców

Ludzkie krwinki czerwone zawierają specyficzne złożone struktury cukrowe (antygeny), które określają cztery grupy krwi ABO: A, B, AB i O. Antygeny te kontrolują zgodność dawców i biorców w zakresie bezpiecznej transfuzji krwi i przeszczepiania narządów. Oddana krew jest testowana pod kątem markerów chorobowych i głównych grup krwi, a następnie może być przechowywana w lodówce do 42 dni.

Zapotrzebowanie na oddawanie krwi jest duże ze względu na rosnący odsetek populacji osób starszych i większą liczbę pacjentów poddawanych zabiegom medycznym wymagającym znacznych ilości krwi. Pomyślne przekształcenie grup krwi A lub B w uniwersalną krew dawcy ABO może znacznie zmniejszyć koszty logistyczne i finansowe związane z przechowywaniem czterech różnych grup krwi.

Ponadto rozwój powszechnego krwiodawstwa zwiększy podaż krwi dawców poprzez zmniejszenie ilości krwi zbliżającej się do terminu przydatności.

Konieczność usunięcia antygenów A i B w celu umożliwienia powszechnego oddawania krwi wynika z faktu, że mogą one powodować zagrażające życiu reakcje immunologiczne po przetransferowaniu do nieodpowiednich biorców.

Koncepcję wykorzystania enzymów do tworzenia uniwersalnej krwi dawców zaproponowano ponad 40 lat temu. Od tego czasu odkryto enzymy o większej skuteczności w usuwaniu antygenów A i B, jednak badaczom nadal nie udało się wyjaśnić ani wyeliminować wszystkich reakcji immunologicznych związanych z krwią, dlatego enzymy te nadal nie są stosowane w praktyce klinicznej. p>

Enzymy z jelit

Zespoły badawcze z DTU i Uniwersytetu w Lund obrały nową drogę w celu znalezienia enzymów, które mogą usuwać zarówno antygeny A i B krwi, jak i blokujące je cukry. Zespoły badawcze odkryły nowe mieszaniny enzymów bakterii jelitowej Akkermansia muciniphila, która odżywia się poprzez rozkładanie śluzu pokrywającego powierzchnię jelit.

Enzymy te okazały się niezwykle skuteczne, ponieważ cukry złożone na powierzchni błony śluzowej jelit są chemicznie podobne do tych znajdujących się na powierzchni komórek krwi.

„Specyfiką błony śluzowej jest to, że bakterie, które mogą żyć na tym materiale, często mają specjalnie dobrane enzymy rozkładające struktury cukrowe błony śluzowej, w tym antygeny grupowe krwi ABO. Hipoteza ta okazała się słuszna” – mówi Hashem. p>

Naukowcy biorący udział w tym badaniu przetestowali 24 enzymy, które wykorzystali do przetworzenia setek próbek krwi.

Antygeny grupowe krwi ABO, znajdujące się na powierzchni czerwonych krwinek, są również obecne na błonie śluzowej jelit. Naukowcy wykorzystali wyspecjalizowaną bakterię jelitową i jej zdolność do wykorzystywania tych antygenów jako składników odżywczych do opracowania dwóch mieszanin enzymów, które przekształcają czerwone krwinki grupy A i B w krew uniwersalnego dawcy. Grafika: Matthias Jensen, postdoc w DTU. Źródło: Matthias Jensen, postdoc w DTU.

„Krew uniwersalna umożliwi bardziej efektywne wykorzystanie krwi dawcy, a także pomoże uniknąć błędów w transfuzji w przypadku niezgodnych grup ABO, co w przeciwnym razie mogłoby prowadzić do potencjalnie śmiertelnych konsekwencji dla biorcy.

„Kiedy uda nam się stworzyć uniwersalny system oddawania krwi ABO, uprościmy logistykę transportu i stosowania bezpiecznych produktów krwiopochodnych, minimalizując jednocześnie utratę krwi” – mówi profesor Martin L. Olsson, kierownik badania na Uniwersytecie w Lund.

p>

Naukowcy z DTU i Uniwersytetu w Lund złożyli wniosek o patent na nowe enzymy i metodę ich przetwarzania i spodziewają się dalszego postępu w tym kierunku w ramach swojego nowego wspólnego projektu w ciągu najbliższych trzech i pół roku. Jeśli pomysł się powiedzie, należy go przetestować w kontrolowanych badaniach klinicznych, zanim będzie można go uwzględnić w produkcji komercyjnej i zastosowaniu klinicznym.