Виявлено ферменти для створення універсальної донорської крові

Дослідники з DTU та Лундського університету виявили ферменти, які при змішуванні з еритроцитами здатні видаляти специфічні цукри, що входять до складу антигенів A та B у системі груп крові людини ABO. Результати були опубліковані в журналі Nature Microbiology.

«Вперше нові ферментні коктейлі не лише видаляють добре відомі антигени A та B, але й розширені варіанти, які раніше не визнавали проблематичними для безпеки переливання. Ми близькі до виробництва універсальної крові від донорів групи B, хоча ще потрібно провести роботу для перетворення більш складного типу A», — каже професор Махер Абу Хашем, керівник дослідження в DTU та один з провідних вчених, які стоять за цим відкриттям.

Він зазначає, що це відкриття є результатом поєднання досвіду дослідників DTU у галузі ферментів кишкової мікробіоти людини та дослідників Лундського університету в галузі груп вуглеводів крові та трансфузійної медицини.

Високий попит на донорську кров

Еритроцити людини несуть специфічні складні цукрові структури (антигени), які визначають чотири групи крові за системою АВ0: A, B, AB та O. Ці антигени контролюють сумісність між донорами та реципієнтами для безпечного переливання крові та трансплантації органів. Донорська кров тестується на маркери захворювань та основні групи крові, а потім може зберігатися в холодильнику до 42 днів.

Потреба в донорській крові є високою через зростання частки людей похилого віку та збільшення кількості пацієнтів, які проходять медичні процедури, що потребують значної кількості крові. Успішне переведення крові групи А або В на універсальну донорську кров за системою АВО може значно зменшити логістичні та фінансові витрати, пов'язані зі зберіганням чотирьох різних груп крові.

Крім того, розробка універсальної донорської крові збільшить запаси донорської крові, зменшивши кількість крові, термін придатності якої наближається.

Необхідність видалення антигенів А та В для створення універсальної донорської крові пояснюється тим, що вони можуть викликати небезпечні для життя імунні реакції при переливанні невідповідним реципієнтам.

Концепцію використання ферментів для створення універсальної донорської крові було запропоновано понад 40 років тому. Відтоді було відкрито ферменти, які ефективніше видаляють антигени А та В, але дослідники досі не можуть пояснити або виключити всі імунні реакції, пов'язані з кров'ю, тому ці ферменти ще не використовуються в клінічній практиці.

Ферменти з кишечника

Дослідницькі групи з DTU та Лундського університету обрали новий шлях у пошуку ферментів, які можуть видаляти як антигени крові A, так і цукри, що їх блокують. Дослідницькі групи виявили нові суміші ферментів з кишкової бактерії Akkermansia muciniphila, яка живе, розщеплюючи слиз, що покриває поверхню кишечника.

Ці ферменти виявилися надзвичайно ефективними, оскільки складні цукри на поверхні слизової оболонки кишечника хімічно подібні до тих, що знаходяться на поверхні клітин крові.

«Особливість слизової оболонки полягає в тому, що бактерії, які можуть жити на цьому матеріалі, часто мають спеціально підібрані ферменти для розщеплення цукрових структур слизової оболонки, включаючи антигени групи крові ABO. Ця гіпотеза виявилася правильною», – каже Хашем.

Дослідники в цьому дослідженні протестували 24 ферменти, які вони використовували для обробки сотень зразків крові.

Антигени групи крові ABO, що знаходяться на поверхні еритроцитів, також присутні на слизовій оболонці кишечника. Дослідники використовували спеціалізовану кишкову бактерію та її здатність використовувати ці антигени як поживні речовини для розробки двох ферментних сумішей, які перетворюють еритроцити типів A та B на універсальну донорську кров. Графіка: Маттіас Єнсен, постдок в DTU. Джерело: Маттіас Єнсен, постдок в DTU.

«Універсальна кров забезпечить ефективніше використання донорської крові, а також допоможе уникнути помилок під час переливання крові з несумісними групами АВО, що в іншому випадку може призвести до потенційно фатальних наслідків для реципієнта».

«Коли ми зможемо створити універсальну донорську кров за системою ABO, ми спростимо логістику транспортування та використання безпечних продуктів крові, мінімізуючи крововтрату», — каже професор Мартін Л. Олссон, керівник дослідження Лундського університету.

Дослідники з DTU та Лундського університету подали заявку на патент на нові ферменти та метод їх обробки і очікують подальшого прогресу в цьому напрямку в рамках свого нового спільного проєкту протягом наступних трьох з половиною років. У разі успіху концепцію необхідно буде перевірити в контрольованих клінічних випробуваннях, перш ніж її можна буде розглядати для комерційного виробництва та клінічного використання.