Odkritje encimov za ustvarjanje univerzalne krvodajalske krvi

Raziskovalci z DTU in Univerze v Lundu so odkrili encime, ki lahko v mešanici z rdečimi krvničkami odstranijo specifične sladkorje, ki sestavljajo antigena A in B v človeškem sistemu krvnih skupin ABO. Rezultati so bili objavljeni v reviji Nature Microbiology.

»Novi encimski koktajli prvič ne odstranijo le znanih antigenov A in B, temveč tudi razširjene variante, ki prej niso bile prepoznane kot problematične za varnost transfuzije. Blizu smo proizvodnji univerzalne krvi od darovalcev krvne skupine B, čeprav je treba še veliko postoriti za pretvorbo bolj kompleksne krvne skupine A,« pravi profesor Maher Abou Hashem, vodja študije na DTU in eden vodilnih znanstvenikov, ki stojijo za odkritjem.

Opozarja, da je to odkritje rezultat kombinacije strokovnega znanja raziskovalcev DTU na področju encimov iz človeške črevesne mikrobiote in raziskovalcev Univerze v Lundu na področju krvnih ogljikohidratnih skupin in transfuzijske medicine.

Veliko povpraševanje po krvi darovalcev

Človeške rdeče krvničke vsebujejo specifične kompleksne sladkorne strukture (antigene), ki določajo štiri krvne skupine ABO: A, B, AB in O. Ti antigeni nadzorujejo združljivost med darovalci in prejemniki za varne transfuzije krvi in presaditve organov. Darovalčeva kri se testira na označevalce bolezni in glavne krvne skupine, nato pa jo je mogoče shraniti v hladilniku do 42 dni.

Potreba po krvi darovalcev je velika zaradi naraščajočega deleža starejšega prebivalstva in naraščajočega števila pacientov, ki se podvržejo medicinskim posegom, ki zahtevajo znatne količine krvi. Uspešna pretvorba krvnih skupin A ali B v univerzalno krvno skupino darovalcev ABO lahko znatno zmanjša logistične in finančne stroške, povezane s shranjevanjem štirih različnih krvnih skupin.

Poleg tega bo razvoj univerzalne darovalske krvi povečal zalogo darovalske krvi z zmanjšanjem količine krvi, ki se bliža roku uporabe.

Potreba po odstranitvi antigenov A in B za ustvarjanje univerzalne darovalske krvi je pojasnjena z dejstvom, da lahko pri transfuziji neprimernim prejemnikom povzročijo smrtno nevarne imunske reakcije.

Koncept uporabe encimov za ustvarjanje univerzalne darovalske krvi je bil predlagan pred več kot 40 leti. Od takrat so odkrili encime, ki so učinkovitejši pri odstranjevanju antigenov A in B, vendar raziskovalci še vedno ne morejo pojasniti ali odpraviti vseh imunskih reakcij, povezanih s krvjo, zato se ti encimi še ne uporabljajo v klinični praksi.

Encimi iz črevesja

Raziskovalne skupine z DTU in Univerze v Lundu so ubrale novo pot pri iskanju encimov, ki lahko odstranijo tako krvne antigene A kot B kot tudi sladkorje, ki jih blokirajo. Raziskovalne skupine so odkrile nove mešanice encimov iz črevesne bakterije Akkermansia muciniphila, ki se preživlja z razgradnjo sluzi, ki prekriva površino črevesja.

Ugotovljeno je bilo, da so ti encimi izjemno učinkoviti, ker so kompleksni sladkorji na površini črevesne sluznice kemično podobni tistim, ki jih najdemo na površini krvnih celic.

»Posebnost sluznice je, da imajo bakterije, ki lahko živijo na tem materialu, pogosto posebej izbrane encime za razgradnjo sladkornih struktur sluznice, vključno z antigeni krvne skupine ABO. Ta hipoteza se je izkazala za pravilno,« pravi Hashem.

Raziskovalci so v tej študiji testirali 24 encimov, ki so jih uporabili za obdelavo stotin vzorcev krvi.

Antigeni krvne skupine ABO, ki se nahajajo na površini rdečih krvničk, so prisotni tudi na sluznici črevesja. Raziskovalci so uporabili specializirano črevesno bakterijo in njeno sposobnost uporabe teh antigenov kot hranil, da bi razvili dve mešanici encimov, ki pretvarjata rdeče krvničke tipov A in B v univerzalno darovalsko kri. Grafika: Matthias Jensen, podoktorski raziskovalec na DTU. Vir: Matthias Jensen, podoktorski raziskovalec na DTU.

"Univerzalna kri bo omogočila učinkovitejšo uporabo darovalčeve krvi in bo pomagala preprečiti napake pri transfuziji krvi z nezdružljivimi skupinami ABO, kar bi sicer lahko povzročilo potencialno usodne posledice za prejemnika."

»Ko bomo lahko ustvarili univerzalno darovalsko kri ABO, bomo poenostavili logistiko prevoza in uporabe varnih krvnih pripravkov, hkrati pa zmanjšali izgubo krvi,« pravi profesor Martin L. Olsson, vodja študije na Univerzi v Lundu.

Raziskovalci z DTU in Univerze v Lundu so zaprosili za patent za nove encime in njihovo metodo predelave ter v naslednjih treh letih in pol pričakujejo nadaljnji napredek v tej smeri v svojem novem skupnem projektu. Če bo koncept uspešen, bo treba pred komercialno proizvodnjo in klinično uporabo preizkusiti v kontroliranih kliničnih preskušanjih.