Atrasti fermentai, leidžiantys sukurti universalų donorų kraują

DTU ir Lundo universitetų tyrėjai atrado fermentus, kurie, sumaišyti su raudonaisiais kraujo kūneliais, gali pašalinti specifinius cukrus, kurie sudaro A ir B antigenus žmogaus ABO kraujo grupių sistemoje. Rezultatai buvo paskelbti žurnale „ Nature Microbiology“.

„Pirmą kartą nauji fermentų kokteiliai ne tik pašalina gerai žinomus A ir B antigenus, bet ir išplėstinius variantus, kurie anksčiau nebuvo pripažinti problemiškais kraujo perpylimo saugumui. Esame arti universalaus B tipo donorų kraujo gamybos, nors dar reikia daug nuveikti, kad būtų galima konvertuoti sudėtingesnį A tipą“, – sako profesorius Maheris Abou Hashemas, DTU tyrimo vadovas ir vienas iš pagrindinių mokslininkų, atsakingų už šį atradimą.

Jis pažymi, kad šis atradimas yra DTU tyrėjų, tiriančių žmogaus žarnyno mikrobiotos fermentus, ir Lundo universiteto tyrėjų, tiriančių kraujo angliavandenių grupes ir kraujo perpylimo mediciną, patirties derinys.

Didelė donorų kraujo paklausa

Žmogaus raudonieji kraujo kūneliai turi specifines sudėtingas cukraus struktūras (antigenus), kurios apibrėžia keturias ABO kraujo grupes: A, B, AB ir O. Šie antigenai kontroliuoja donorų ir recipientų suderinamumą, kad būtų galima saugiai atlikti kraujo perpylimus ir organų transplantacijas. Donoro kraujas tiriamas dėl ligų žymenų ir pagrindinių kraujo grupių, o po to gali būti laikomas šaldytuve iki 42 dienų.

Donorų kraujo poreikis yra didelis dėl didėjančios vyresnio amžiaus gyventojų dalies ir didėjančio pacientų, kuriems atliekamos medicininės procedūros, kurioms reikia didelio kraujo kiekio, skaičiaus. Sėkmingas A arba B kraujo grupių pavertimas universaliu ABO donorų krauju gali žymiai sumažinti logistines ir finansines išlaidas, susijusias su keturių skirtingų kraujo grupių saugojimu.

Be to, universalaus donorinio kraujo sukūrimas padidins donorinio kraujo tiekimą, sumažindamas kraujo kiekį, artėjant jo galiojimo laikui.

Poreikis pašalinti A ir B antigenus, siekiant sukurti universalų donorų kraują, paaiškinamas tuo, kad perpylus juos į netinkamus recipientus, jie gali sukelti gyvybei pavojingas imunines reakcijas.

Fermentų panaudojimo universaliam donorų kraujui sukurti koncepcija buvo pasiūlyta daugiau nei prieš 40 metų. Nuo to laiko buvo atrasti fermentai, kurie veiksmingiau šalina A ir B antigenus, tačiau tyrėjai vis dar negali paaiškinti ar pašalinti visų su krauju susijusių imuninių reakcijų, todėl šie fermentai klinikinėje praktikoje dar nenaudojami.

Fermentai iš žarnyno

DTU ir Lundo universitetų tyrėjų komandos pasirinko naują kelią ieškodamos fermentų, galinčių pašalinti tiek A, tiek B kraujo antigenus ir juos blokuojančius cukrus. Tyrėjų komandos atrado naujus fermentų mišinius iš žarnyno bakterijos Akkermansia muciniphila, kuri gyvena skaidydama žarnyno paviršių dengiančias gleives.

Šie fermentai pasirodė esą itin veiksmingi, nes žarnyno gleivinės paviršiuje esantys kompleksiniai cukrūs yra chemiškai panašūs į tuos, kurie randami kraujo ląstelių paviršiuje.

„Gleivinės ypatumas yra tas, kad bakterijos, galinčios gyventi ant šios medžiagos, dažnai turi specialiai parinktus fermentus, skirtus gleivinės cukraus struktūroms, įskaitant ABO kraujo grupės antigenus, skaidyti. Ši hipotezė pasirodė esanti teisinga“, – sako Hashemas.

Šio tyrimo tyrėjai išbandė 24 fermentus, kuriuos panaudojo šimtams kraujo mėginių apdoroti.

ABO kraujo grupės antigenai, randami raudonųjų kraujo kūnelių paviršiuje, taip pat yra žarnyno gleivinėje. Tyrėjai, naudodami specializuotą žarnyno bakteriją ir jos gebėjimą naudoti šiuos antigenus kaip maistines medžiagas, sukūrė du fermentų mišinius, kurie A ir B tipų raudonuosius kraujo kūnelius paverčia universaliu donorų krauju. Grafika: Matthias Jensen, DTU podoktorantūros stažuotojas. Šaltinis: Matthias Jensen, DTU podoktorantūros stažuotojas.

„Universalus kraujas leis efektyviau panaudoti donorų kraują ir padės išvengti klaidų perpilant kraują su nesuderinamomis ABO grupėmis, kurios kitaip galėtų sukelti potencialiai mirtinų pasekmių recipientui.“

„Kai galėsime sukurti universalų ABO donorų kraują, supaprastinsime saugių kraujo produktų transportavimo ir naudojimo logistiką, tuo pačiu sumažindami kraujo netekimą“, – sako Lundo universiteto tyrimo vadovas profesorius Martinas L. Olssonas.

DTU ir Lundo universiteto mokslininkai pateikė paraišką patentui gauti naujiems fermentams ir jų apdorojimo metodui ir tikisi tolesnės pažangos šia kryptimi per ateinančius trejus su puse metų įgyvendindami naują bendrą projektą. Jei projektas bus sėkmingas, prieš pradedant komercinę gamybą ir klinikinį naudojimą, koncepciją reikės išbandyti kontroliuojamuose klinikiniuose tyrimuose.