Atklāti fermenti universālu donoru asiņu radīšanai

DTU un Lundas Universitātes pētnieki ir atklājuši enzīmus, kas, sajaucoties ar sarkanajām asins šūnām, spēj noņemt specifiskus cukurus, kas veido A un B antigēnus cilvēka ABO asinsgrupu sistēmā. Rezultāti tika publicēti žurnālā Nature Microbiology.

"Jaunie enzīmu kokteiļi pirmo reizi ne tikai likvidē labi zināmos A un B antigēnus, bet arī paplašinātus variantus, kas iepriekš netika atzīti par problemātiskiem transfūzijas drošībai. Mēs esam tuvu universālu asiņu iegūšanai no B grupas donoriem, lai gan vēl ir jāpaveic darbs, lai pārveidotu sarežģītāko A grupu," saka profesors Mahers Abou Hašems, pētījuma vadītājs DTU un viens no vadošajiem zinātniekiem, kas ir šī atklājuma autori.

Viņš norāda, ka šis atklājums ir DTU pētnieku un Lundas Universitātes pētnieku, kas specializējas cilvēka zarnu mikrobiotas enzīmu izpētē, un asins ogļhidrātu grupu un transfūzijas medicīnas jomas pētnieku pieredzes apvienojuma rezultāts.

Liels pieprasījums pēc donoru asinīm

Cilvēka sarkanajās asins šūnās ir specifiskas sarežģītas cukura struktūras (antigēni), kas nosaka četras ABO asinsgrupas: A, B, AB un O. Šie antigēni kontrolē donoru un recipientu saderību, lai nodrošinātu drošas asins pārliešanas un orgānu transplantācijas. Donora asinis tiek pārbaudītas uz slimību marķieriem un galvenajām asinsgrupām, un pēc tam tās var uzglabāt ledusskapī līdz 42 dienām.

Donoru asiņu nepieciešamība ir liela, jo pieaug gados vecāku iedzīvotāju īpatsvars un pacientu skaits, kuriem tiek veiktas medicīniskas procedūras, kurām nepieciešams ievērojams asins daudzums. Veiksmīga A vai B asinsgrupu pārveidošana par universālām ABO donoru asinīm var ievērojami samazināt loģistikas un finansiālās izmaksas, kas saistītas ar četru dažādu asinsgrupu uzglabāšanu.

Turklāt universālu donoru asiņu attīstība palielinās donoru asiņu piegādi, samazinot asiņu daudzumu, kas tuvojas to derīguma termiņa beigām.

Nepieciešamība noņemt A un B antigēnus, lai izveidotu universālas donoru asinis, ir izskaidrojama ar to, ka tie var izraisīt dzīvībai bīstamas imūnās reakcijas, pārliejot tos nepiemērotiem recipientiem.

Ideja par enzīmu izmantošanu universālu donoru asiņu radīšanai tika ierosināta pirms vairāk nekā 40 gadiem. Kopš tā laika ir atklāti enzīmi, kas ir efektīvāki A un B antigēnu noņemšanā, taču pētnieki joprojām nevar izskaidrot vai likvidēt visas ar asinīm saistītās imūnās reakcijas, tāpēc šie enzīmi klīniskajā praksē vēl netiek izmantoti.

Enzīmi no zarnām

DTU un Lundas Universitātes pētnieku komandas ir izvēlējušās jaunu ceļu, lai atrastu enzīmus, kas var noņemt gan A, gan B asins antigēnus, gan cukurus, kas tos bloķē. Pētnieku komandas ir atklājušas jaunus enzīmu maisījumus no zarnu baktērijas Akkermansia muciniphila, kas dzīvo, noārdot gļotas, kas pārklāj zarnu virsmu.

Šie enzīmi tika atzīti par ārkārtīgi efektīviem, jo kompleksie cukuri uz zarnu gļotādas virsmas ir ķīmiski līdzīgi tiem, kas atrodami uz asins šūnu virsmas.

"Gļotādas īpatnība ir tāda, ka baktērijām, kas var dzīvot uz šī materiāla, bieži vien ir īpaši atlasīti enzīmi gļotādas cukura struktūru, tostarp ABO asinsgrupu antigēnu, noārdīšanai. Šī hipotēze izrādījās pareiza," saka Hašems.

Šajā pētījumā pētnieki pārbaudīja 24 fermentus, kurus viņi izmantoja simtiem asins paraugu apstrādei.

ABO asinsgrupu antigēni, kas atrodami uz sarkano asinsķermenīšu virsmas, atrodas arī uz zarnu gļotādas. Pētnieki izmantoja specializētu zarnu baktēriju un tās spēju izmantot šos antigēnus kā barības vielas, lai izstrādātu divus enzīmu maisījumus, kas pārvērš A un B tipa sarkano asinsķermenīšus universālās donoru asinīs. Attēls: Matiass Jensens, DTU pēcdotorants. Avots: Matiass Jensens, DTU pēcdotorants.

"Universālas asinis nodrošinās efektīvāku donoru asiņu izmantošanu un arī palīdzēs izvairīties no kļūdām, pārliejot asinis ar nesaderīgām ABO grupām, kas citādi varētu izraisīt potenciāli letālas sekas recipientam."

"Kad mēs varēsim radīt universālas ABO donoru asinis, mēs vienkāršosim drošu asins produktu transportēšanas un lietošanas loģistiku, vienlaikus samazinot asins zudumu," saka profesors Martins L. Olsons, pētījuma vadītājs Lundas Universitātē.

DTU un Lundas Universitātes pētnieki ir iesnieguši patenta pieteikumu jaunajiem enzīmiem un to apstrādes metodei un sagaida turpmāku progresu šajā virzienā jaunajā kopīgajā projektā nākamo trīsarpus gadu laikā. Ja tas būs veiksmīgs, koncepcija būs jāpārbauda kontrolētos klīniskajos pētījumos, pirms to varēs apsvērt komerciālai ražošanai un klīniskai lietošanai.