Otkriveni enzimi za stvaranje univerzalne krvi donora

Istraživači s DTU-a i Sveučilišta u Lundu otkrili su enzime koji, kada se pomiješaju s crvenim krvnim stanicama, mogu ukloniti specifične šećere koji čine antigene A i B u ljudskom ABO sustavu krvnih grupa. Rezultati su objavljeni u časopisu Nature Microbiology.

„Po prvi put, novi enzimski kokteli ne uklanjaju samo dobro poznate A i B antigene, već i proširene varijante koje prethodno nisu bile prepoznate kao problematične za sigurnost transfuzije. Blizu smo proizvodnje univerzalne krvi od donora krvne grupe B, iako još uvijek treba raditi na pretvorbi složenije krvne grupe A“, kaže profesor Maher Abou Hashem, voditelj studije na DTU-u i jedan od vodećih znanstvenika koji stoje iza otkrića.

Napominje da je ovo otkriće rezultat kombinacije stručnosti istraživača DTU-a u području enzima iz ljudske crijevne mikrobiote i istraživača Sveučilišta Lund u području krvnih ugljikohidratnih skupina i transfuzijske medicine.

Velika potražnja za krvlju darivatelja

Ljudske crvene krvne stanice nose specifične složene šećerne strukture (antigene) koji definiraju četiri ABO krvne grupe: A, B, AB i O. Ovi antigeni kontroliraju kompatibilnost između darivatelja i primatelja za sigurne transfuzije krvi i transplantacije organa. Krv darivatelja testira se na markere bolesti i glavne krvne grupe, a zatim se može čuvati u hladnjaku do 42 dana.

Potreba za krvlju darivatelja velika je zbog sve većeg udjela starije populacije i sve većeg broja pacijenata koji se podvrgavaju medicinskim postupcima koji zahtijevaju značajne količine krvi. Uspješna konverzija krvnih grupa A ili B u univerzalnu krv darivatelja ABO sustava može značajno smanjiti logističke i financijske troškove povezane s pohranjivanjem četiri različite krvne grupe.

Osim toga, razvoj univerzalne krvi darivatelja povećat će opskrbu krvlju darivatelja smanjenjem količine krvi koja se bliži isteku roka valjanosti.

Potreba za uklanjanjem A i B antigena kako bi se stvorila univerzalna krv donora objašnjava se činjenicom da oni mogu izazvati po život opasne imunološke reakcije kada se transfuziraju u neprikladne primatelje.

Koncept korištenja enzima za stvaranje univerzalne krvi donora predložen je prije više od 40 godina. Od tada su otkriveni enzimi koji su učinkovitiji u uklanjanju A i B antigena, ali istraživači još uvijek ne mogu objasniti ili eliminirati sve imunološke reakcije povezane s krvlju, pa se ti enzimi još ne koriste u kliničkoj praksi.

Enzimi iz crijeva

Istraživački timovi s DTU-a i Sveučilišta u Lundu krenuli su novim putem u pronalaženju enzima koji mogu ukloniti i A i B krvne antigene i šećere koji ih blokiraju. Istraživački timovi otkrili su nove mješavine enzima iz crijevne bakterije Akkermansia muciniphila, koja živi razgradnjom sluzi koja prekriva površinu crijeva.

Utvrđeno je da su ovi enzimi izuzetno učinkoviti jer su složeni šećeri na površini crijevne sluznice kemijski slični onima koji se nalaze na površini krvnih stanica.

„Osobitost sluznice je u tome što bakterije koje mogu živjeti na ovom materijalu često imaju posebno odabrane enzime za razgradnju šećernih struktura sluznice, uključujući antigene krvne grupe ABO. Ova se hipoteza pokazala točnom“, kaže Hashem.

Istraživači u ovoj studiji testirali su 24 enzima koje su koristili za obradu stotina uzoraka krvi.

Antigeni krvne grupe ABO koji se nalaze na površini crvenih krvnih zrnaca prisutni su i na sluznici crijeva. Istraživači su koristili specijaliziranu crijevnu bakteriju i njezinu sposobnost korištenja tih antigena kao hranjivih tvari kako bi razvili dvije mješavine enzima koje pretvaraju crvene krvne stanice tipa A i B u univerzalnu krv donora. Grafika: Matthias Jensen, postdoktorand na DTU-u. Izvor: Matthias Jensen, postdoktorand na DTU-u.

„Univerzalna krv omogućit će učinkovitije korištenje krvi darivatelja i pomoći će u izbjegavanju pogrešaka pri transfuziji krvi s nekompatibilnim ABO skupinama, što bi inače moglo dovesti do potencijalno fatalnih posljedica za primatelja.“

„Kada budemo mogli stvoriti univerzalnu ABO krv donora, pojednostavit ćemo logistiku transporta i korištenja sigurnih krvnih pripravaka uz istovremeno smanjenje gubitka krvi“, kaže profesor Martin L. Olsson, voditelj studije na Sveučilištu Lund.

Istraživači s DTU-a i Sveučilišta u Lundu podnijeli su zahtjev za patent za nove enzime i njihovu metodu obrade te očekuju daljnji napredak u tom smjeru u svom novom zajedničkom projektu tijekom sljedeće tri i pol godine. Ako bude uspješan, koncept će morati biti testiran u kontroliranim kliničkim ispitivanjima prije nego što se može razmotriti za komercijalnu proizvodnju i kliničku upotrebu.