Objav enzýmov na vytvorenie univerzálnej darcovskej krvi

Výskumníci z DTU a Lundskej univerzity objavili enzýmy, ktoré po zmiešaní s červenými krvinkami dokážu odstrániť špecifické cukry tvoriace antigény A a B v ľudskom systéme krvných skupín ABO. Výsledky boli publikované v časopise Nature Microbiology.

„Nové enzýmové koktaily po prvýkrát nielen odstraňujú známe antigény A a B, ale aj rozšírené varianty, ktoré predtým neboli uznané ako problematické z hľadiska bezpečnosti transfúzie. Sme blízko k produkcii univerzálnej krvi od darcov typu B, hoci je ešte potrebné pracovať na premene zložitejšieho typu A,“ hovorí profesor Maher Abou Hashem, vedúci štúdie na DTU a jeden z popredných vedcov, ktorí stoja za týmto objavom.

Poznamenáva, že tento objav je výsledkom kombinácie odborných znalostí výskumníkov DTU v oblasti enzýmov z ľudskej črevnej mikrobioty a výskumníkov z Lundskej univerzity v oblasti krvných sacharidových skupín a transfúznej medicíny.

Vysoký dopyt po darcovskej krvi

Ľudské červené krvinky nesú špecifické komplexné cukorné štruktúry (antigény), ktoré definujú štyri krvné skupiny ABO: A, B, AB a O. Tieto antigény kontrolujú kompatibilitu medzi darcami a príjemcami pre bezpečné transfúzie krvi a transplantácie orgánov. Darcovská krv sa testuje na markery ochorení a hlavné krvné skupiny a potom sa môže uchovávať v chladničke až 42 dní.

Potreba darcovskej krvi je vysoká kvôli rastúcemu podielu staršej populácie a rastúcemu počtu pacientov podstupujúcich lekárske zákroky, ktoré vyžadujú značné množstvo krvi. Úspešná konverzia krvných skupín A alebo B na univerzálnu darcovskú krv ABO môže výrazne znížiť logistické a finančné náklady spojené so skladovaním štyroch rôznych krvných skupín.

Okrem toho, vývoj univerzálnej darcovskej krvi zvýši ponuku darcovskej krvi znížením množstva krvi, ktorej dátum spotreby sa blíži.

Potreba odstrániť antigény A a B na vytvorenie univerzálnej darcovskej krvi sa vysvetľuje skutočnosťou, že pri transfúzii nevhodným príjemcom môžu spôsobiť život ohrozujúce imunitné reakcie.

Koncept použitia enzýmov na vytvorenie univerzálnej darcovskej krvi bol navrhnutý pred viac ako 40 rokmi. Odvtedy boli objavené enzýmy, ktoré sú účinnejšie pri odstraňovaní antigénov A a B, ale výskumníci stále nedokážu vysvetliť alebo vylúčiť všetky imunitné reakcie spojené s krvou, a preto sa tieto enzýmy zatiaľ nepoužívajú v klinickej praxi.

Enzýmy z čriev

Výskumné tímy z DTU a Lundskej univerzity sa vydali novou cestou pri hľadaní enzýmov, ktoré dokážu odstrániť krvné antigény A aj B, ako aj cukry, ktoré ich blokujú. Výskumné tímy objavili nové zmesi enzýmov z črevnej baktérie Akkermansia muciniphila, ktorá sa živí rozkladom hlienu pokrývajúceho povrch čreva.

Zistilo sa, že tieto enzýmy sú mimoriadne účinné, pretože komplexné cukry na povrchu črevnej sliznice sú chemicky podobné tým, ktoré sa nachádzajú na povrchu krviniek.

„Zvláštnosťou sliznice je, že baktérie, ktoré môžu žiť na tomto materiáli, majú často špeciálne vybrané enzýmy na rozkladanie cukorných štruktúr sliznice vrátane antigénov krvných skupín ABO. Táto hypotéza sa ukázala byť správna,“ hovorí Hashem.

Výskumníci v tejto štúdii testovali 24 enzýmov, ktoré použili na spracovanie stoviek vzoriek krvi.

Antigény krvných skupín ABO, ktoré sa nachádzajú na povrchu červených krviniek, sú prítomné aj na sliznici čreva. Výskumníci použili špecializovanú črevnú baktériu a jej schopnosť využívať tieto antigény ako živiny na vývoj dvoch zmesí enzýmov, ktoré premieňajú červené krvinky typu A a B na krv univerzálneho darcu. Grafika: Matthias Jensen, postdoktorand na DTU. Zdroj: Matthias Jensen, postdoktorand na DTU.

„Univerzálna krv umožní efektívnejšie využitie darcovskej krvi a tiež pomôže vyhnúť sa chybám pri transfúzii krvi s nekompatibilnými skupinami ABO, čo by inak mohlo viesť k potenciálne smrteľným následkom pre príjemcu.“

„Keď budeme môcť vytvoriť univerzálnu darcovskú krv ABO, zjednodušíme logistiku prepravy a používania bezpečných krvných produktov a zároveň minimalizujeme stratu krvi,“ hovorí profesor Martin L. Olsson, vedúci štúdie na Univerzite v Lunde.

Výskumníci z DTU a Lundskej univerzity požiadali o patent na nové enzýmy a metódu ich spracovania a očakávajú ďalší pokrok v tomto smere vo svojom novom spoločnom projekte v priebehu nasledujúcich troch a pol roka. Ak bude koncept úspešný, bude potrebné ho pred komerčnou výrobou a klinickým použitím otestovať v kontrolovaných klinických skúškach.