Enzime descoperite pentru a crea un donator universal de sânge

Cercetătorii de la DTU și Universitatea Lund au descoperit enzime care, atunci când sunt amestecate cu globulele roșii, sunt capabile să elimine zaharurile specifice care alcătuiesc antigenele A și B din sistemul sanguin ABO uman. Rezultatele au fost publicate în revista Nature Microbiology.

„Pentru prima dată, noile amestecuri enzimatice nu numai că elimină antigenele A și B binecunoscute, ci și variante extinse care nu erau recunoscute anterior ca fiind problematice pentru siguranța transfuziilor. Suntem aproape de a produce sânge universal de la donatori de tip B, deși mai sunt multe de făcut pentru a converti tipul A, mai complex”, spune profesorul Maher Abou Hashem, șeful studiului de la DTU și unul dintre principalii oameni de știință din spatele descoperirii.

El observă că această descoperire este rezultatul unei combinări de expertiză între cercetătorii DTU în domeniul enzimelor din microbiota intestinală umană și cercetătorii Universității Lund în domeniul grupelor de carbohidrați din sânge și al medicinei transfuzionale.

Cerere mare de sânge de la donatori

Celulele roșii din sângele uman poartă structuri complexe specifice de zahăr (antigene) care definesc cele patru grupe sanguine ABO: A, B, AB și O. Aceste antigene controlează compatibilitatea dintre donatori și receptori pentru transfuzii de sânge și transplanturi de organe în siguranță. Sângele donatorului este testat pentru markerii bolii și grupele sanguine principale și poate fi apoi refrigerat timp de până la 42 de zile.

Nevoia de sânge de la donatori este mare din cauza proporției tot mai mari a populației în vârstă și a numărului tot mai mare de pacienți supuși unor proceduri medicale care necesită cantități semnificative de sânge. Conversia cu succes a grupelor de sânge A sau B la sânge de la donatori ABO universal poate reduce semnificativ costurile logistice și financiare asociate cu depozitarea a patru grupe de sânge diferite.

În plus, dezvoltarea donării universale de sânge va crește rezerva de sânge de la donatori prin reducerea cantității de sânge care se apropie de data expirării.

Necesitatea eliminării antigenelor A și B pentru a crea sânge donator universal se explică prin faptul că acestea pot provoca reacții imune care pun viața în pericol atunci când sunt transfuzate la receptori nepotriviți.

Conceptul utilizării enzimelor pentru a crea sânge de la donatori universali a fost propus în urmă cu mai bine de 40 de ani. De atunci, s-au descoperit enzime mai eficiente în eliminarea antigenelor A și B, dar cercetătorii încă nu pot explica sau elimina toate reacțiile imune asociate cu sângele și, prin urmare, aceste enzime nu sunt încă utilizate în practica clinică.

Enzimele din intestine

Echipe de cercetare de la DTU și Universitatea Lund au ales o nouă cale în găsirea enzimelor care pot elimina atât antigenele A și B din sânge, cât și zaharurile care le blochează. Echipele de cercetare au descoperit noi amestecuri de enzime provenite de la bacteria intestinală Akkermansia muciniphila, care își câștigă existența prin descompunerea mucusului care acoperă suprafața intestinului.

Aceste enzime s-au dovedit a fi extrem de eficiente deoarece zaharurile complexe de la suprafața mucoasei intestinale sunt similare din punct de vedere chimic cu cele găsite la suprafața celulelor sanguine.

„Particularitatea membranei mucoase este că bacteriile care pot trăi pe acest material au adesea enzime special selectate pentru descompunerea structurilor zaharoase ale membranei mucoase, inclusiv antigenele grupei sanguine ABO. Această ipoteză s-a dovedit a fi corectă”, spune Hashem.

Cercetătorii din acest studiu au testat 24 de enzime, pe care le-au folosit pentru a procesa sute de probe de sânge.

Antigenele grupei sanguine ABO găsite pe suprafața globulelor roșii sunt prezente și pe mucoasa intestinului. Cercetătorii au folosit o bacterie intestinală specializată și capacitatea acesteia de a utiliza aceste antigene ca nutrienți pentru a dezvolta două amestecuri de enzime care transformă globulele roșii de tipurile A și B în sânge donator universal. Grafică: Matthias Jensen, postdoctorand la DTU. Sursa: Matthias Jensen, postdoctorand la DTU.

„Transfuzia de sânge universală va permite o utilizare mai eficientă a sângelui donator și va ajuta, de asemenea, la evitarea erorilor în transfuzia de sânge cu grupuri ABO incompatibile, care altfel ar putea duce la consecințe potențial fatale pentru primitor.”

„Când vom putea crea sânge de la donatori ABO universali, vom simplifica logistica transportului și utilizării produselor sanguine sigure, reducând în același timp pierderile de sânge”, spune profesorul Martin L. Olsson, șeful studiului de la Universitatea Lund.

Cercetătorii de la DTU și Universitatea Lund au depus cererea de brevet pentru noile enzime și metoda lor de procesare și se așteaptă la progrese suplimentare în această direcție în noul lor proiect comun în următorii trei ani și jumătate. Dacă va avea succes, conceptul va trebui testat în studii clinice controlate înainte de a putea fi luat în considerare pentru producția comercială și utilizarea clinică.