Odkriti encimi za ustvarjanje univerzalne donorske krvi

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

»Prvič novi encimski koktajli ne odstranjujejo le dobro znanih antigenov A in B, ampak tudi napredne različice, ki prej niso bile prepoznane kot problematične za varnost transfuzije. Blizu smo proizvodnje univerzalne krvi darovalcev tipa B, čeprav delati je treba še na transformaciji kompleksnejše skupine A,« pravi profesor Maher Abou Hashem, vodja raziskave na DTU in eden vodilnih znanstvenikov za to odkritje.

Ugotavlja, da je bilo to odkritje rezultat združevanja strokovnega znanja raziskovalcev DTU o encimih iz človeške črevesne mikrobiote in raziskovalcev Univerze Lund na področju krvnih skupin ogljikovih hidratov in transfuzijske medicine.

Veliko povpraševanje po krvi darovalcev

Človeške rdeče krvne celice nosijo 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 varno transfuzijo krvi in presaditev organov. Darovana kri se testira na označevalce bolezni in glavne krvne skupine, nato pa jo lahko hranite v hladilniku do 42 dni.

Potreba po darovani krvi je velika zaradi vse večjega deleža starejše populacije in več bolnikov, ki so podvrženi medicinskim posegom, ki zahtevajo velike količine krvi. Uspešna pretvorba krvnih skupin A ali B v univerzalno krvodajalsko kri ABO lahko znatno zmanjša logistične in finančne stroške, povezane s shranjevanjem štirih različnih krvnih skupin.

Poleg tega bo razvoj univerzalnega krvodajalstva povečal zalogo krvi dajalcev z zmanjšanjem količine krvi, ki se bliža izteku.

Potreba po odstranitvi antigenov A in B za ustvarjanje univerzalnega krvodajalstva je zato, ker lahko povzročijo smrtno nevarne imunske reakcije, če jih transfuziramo neustreznim prejemnikom.

Koncept uporabe encimov za ustvarjanje univerzalne donorske krvi je bil predlagan pred več kot 40 leti. Od takrat so bili odkriti encimi z večjo učinkovitostjo 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 vedno ne uporabljajo v klinični praksi. p>

Encimi iz črevesja

Raziskovalne skupine z DTU in univerze Lund so ubrale novo pot k iskanju encimov, ki lahko odstranijo krvna antigena A in B ter sladkorje, ki ju blokirajo. Raziskovalne skupine so odkrile nove mešanice encimov iz črevesne bakterije Akkermansia muciniphila, ki se prehranjuje z razgradnjo sluzi, ki prekriva površino črevesja.

Ti encimi so se izkazali za izjemno učinkovite, saj 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. p>

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

Antigeni krvne skupine ABO, ki se nahajajo na površini rdečih krvničk, so prisotni tudi na črevesni sluznici. Raziskovalci so uporabili specializirano črevesno bakterijo in njeno sposobnost uporabe teh antigenov kot hranil za razvoj dveh encimskih mešanic, ki pretvarjata rdeče krvne celice skupin A in B v univerzalno kri darovalcev. Grafika: Matthias Jensen, postdoc na DTU. Vir: Matthias Jensen, postdoc pri DTU.

»Univerzalna kri bo ustvarila učinkovitejšo uporabo krvi darovalca in bo tudi pomagala preprečiti napake pri transfuziji z nezdružljivimi skupinami ABO, ki bi sicer lahko povzročile potencialno smrtne posledice za prejemnika.

»Ko bomo lahko ustvarili univerzalni krvodajalski sistem ABO, bomo poenostavili logistiko transporta in uporabe varnih krvnih proizvodov, hkrati pa zmanjšali izgubo krvi,« pravi profesor Martin L. Olsson, vodja študije na univerzi Lund. p>

Raziskovalci z DTU in Univerze Lund so zaprosili za patent za nove encime in njihovo metodo obdelave ter pričakujejo nadaljnji napredek v tej smeri v svojem novem skupnem projektu v naslednjih treh letih in pol. Če bo koncept uspešen, ga je treba preizkusiti v nadzorovanih kliničnih preskušanjih, preden se ga lahko upošteva za komercialno proizvodnjo in klinično uporabo.