Обнаружены ферменты для создания универсальной донорской крови

Исследователи из DTU и Лундского университета обнаружили ферменты, которые при смешивании с эритроцитами способны удалять специфические сахара, составляющие антигены A и B в системе групп крови ABO человека. Результаты были опубликованы в журнале Nature Microbiology.

"Впервые новые коктейли ферментов не только удаляют хорошо известные антигены A и B, но и расширенные варианты, ранее не признанные проблематичными для безопасности трансфузий. Мы близки к тому, чтобы производить универсальную кровь из доноров группы B, хотя еще предстоит работа по преобразованию более сложной группы A", — говорит профессор Махер Абоу Хашем, руководитель исследования в DTU и один из ведущих ученых, стоящих за этим открытием.

Он отмечает, что это открытие стало результатом объединения экспертизы исследователей DTU в ферментах из микробиоты кишечника человека и исследователей Лундского университета в области углеводных групп крови и трансфузионной медицины.

Высокий спрос на донорскую кровь

Эритроциты человека несут специфические сложные сахарные структуры (антигены), которые определяют четыре группы крови системы ABO: A, B, AB и O. Эти антигены контролируют совместимость между донорами и реципиентами для безопасной трансфузии крови и трансплантации органов. Донорская кровь проверяется на маркеры заболеваний и основные группы крови, а затем может храниться в холодильнике до 42 дней.

Потребность в донорской крови высока из-за увеличения доли пожилого населения и большего числа пациентов, проходящих медицинские процедуры, требующие значительного количества крови. Успешное преобразование типов крови A или B в универсальную донорскую кровь системы ABO может значительно снизить логистические и финансовые затраты, связанные с хранением четырех разных типов крови.

Кроме того, разработка универсальной донорской крови приведет к увеличению запаса донорской крови за счет уменьшения количества крови, подходящей к истечению срока годности.

Необходимость удаления антигенов A и B для создания универсальной донорской крови объясняется тем, что они могут вызвать опасные для жизни иммунные реакции при переливании несоответствующим реципиентам.

Концепция использования ферментов для создания универсальной донорской крови была предложена более 40 лет назад. С тех пор были обнаружены ферменты с более высокой эффективностью для удаления антигенов A и B, но исследователи до сих пор не могут объяснить или устранить все иммунные реакции, связанные с кровью, и поэтому эти ферменты до сих пор не используются в клинической практике.

Ферменты из кишечника

Исследовательские группы из DTU и Лундского университета пошли по новому пути поиска ферментов, которые могут удалять как антигены крови A и B, так и сахара, блокирующие их. Исследовательские команды обнаружили новые смеси ферментов из кишечной бактерии Akkermansia muciniphila, которая питается, разлагая слизь, покрывающую поверхность кишечника.

Оказалось, что эти ферменты чрезвычайно эффективны, так как сложные сахара на поверхности слизистой оболочки кишечника химически схожи с теми, что находятся на поверхности кровяных клеток.

"Особенность слизистой оболочки заключается в том, что бактерии, способные жить на этом материале, часто имеют специально подобранные ферменты для разложения структур сахара слизистой оболочки, включающих антигены группы крови ABO. Эта гипотеза оказалась верной", — говорит Хашем.

Исследователи в этом исследовании протестировали 24 фермента, которые они использовали для обработки сотен образцов крови.

Антигены группы крови ABO, находящиеся на поверхности эритроцитов, также присутствуют на слизистой оболочке кишечника. Исследователи использовали специализированную кишечную бактерию и её способность использовать эти антигены в качестве питательных веществ для разработки двух смесей ферментов, которые превращают эритроциты групп A и B в универсальную донорскую кровь. Графика: Маттиас Йенсен, постдок в DTU. Источник: Маттиас Йенсен, постдок в DTU.

"Универсальная кровь создаст более эффективное использование донорской крови и также поможет избежать ошибок при переливании крови с несовместимыми группами ABO, которые иначе могут привести к потенциально фатальным последствиям у реципиента.

"Когда мы сможем создать универсальную донорскую кровь системы ABO, мы упростим логистику транспортировки и использования безопасных продуктов крови, одновременно минимизируя потери крови", — говорит профессор Мартин Л. Олссон, руководитель исследования в Лундском университете.

Исследователи из DTU и Лундского университета подали заявку на патент на новые ферменты и метод их обработки, и ожидают дальнейшего прогресса в этом направлении в рамках их нового совместного проекта в течение следующих трех с половиной лет. В случае успеха концепция должна быть протестирована в контролируемых клинических испытаниях, прежде чем ее можно будет рассматривать для коммерческого производства и клинического применения.