Ανακαλύφθηκαν ένζυμα για τη δημιουργία καθολικού αίματος δότη

Ερευνητές από το DTU και το Πανεπιστήμιο Lund ανακάλυψαν ένζυμα τα οποία, όταν αναμειγνύονται με ερυθρά αιμοσφαίρια, είναι σε θέση να απομακρύνουν συγκεκριμένα σάκχαρα που αποτελούν τα αντιγόνα Α και Β στο ανθρώπινο σύστημα ομάδων αίματος ABO. Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Microbiology.

«Για πρώτη φορά, τα νέα κοκτέιλ ενζύμων όχι μόνο απομακρύνουν τα γνωστά αντιγόνα Α και Β, αλλά και εκτεταμένες παραλλαγές που δεν είχαν προηγουμένως αναγνωριστεί ως προβληματικές για την ασφάλεια των μεταγγίσεων. Είμαστε κοντά στην παραγωγή καθολικού αίματος από δότες ομάδας Β, αν και χρειάζεται ακόμη να γίνει δουλειά για τη μετατροπή του πιο σύνθετου τύπου Α», λέει ο καθηγητής Maher Abou Hashem, επικεφαλής της μελέτης στο DTU και ένας από τους κορυφαίους επιστήμονες πίσω από την ανακάλυψη.

Σημειώνει ότι αυτή η ανακάλυψη είναι αποτέλεσμα ενός συνδυασμού εμπειρογνωμοσύνης μεταξύ ερευνητών του DTU σε ένζυμα από το μικροβίωμα του ανθρώπινου εντέρου και ερευνητών του Πανεπιστημίου Lund στον τομέα των ομάδων υδατανθράκων του αίματος και της ιατρικής μετάγγισης.

Υψηλή ζήτηση για αίμα δοτών

Τα ανθρώπινα ερυθρά αιμοσφαίρια φέρουν συγκεκριμένες σύνθετες δομές σακχάρου (αντιγόνα) που ορίζουν τις τέσσερις ομάδες αίματος ABO: A, B, AB και O. Αυτά τα αντιγόνα ελέγχουν τη συμβατότητα μεταξύ δοτών και ληπτών για ασφαλείς μεταγγίσεις αίματος και μεταμοσχεύσεις οργάνων. Το αίμα του δότη ελέγχεται για δείκτες νόσου και κύριες ομάδες αίματος και στη συνέχεια μπορεί να ψυχθεί για έως και 42 ημέρες.

Η ανάγκη για αίμα δότη είναι υψηλή λόγω του αυξανόμενου ποσοστού του ηλικιωμένου πληθυσμού και του αυξανόμενου αριθμού ασθενών που υποβάλλονται σε ιατρικές διαδικασίες που απαιτούν σημαντικές ποσότητες αίματος. Η επιτυχής μετατροπή των ομάδων αίματος Α ή Β σε αίμα δότη καθολικού ABO μπορεί να μειώσει σημαντικά το υλικοτεχνικό και οικονομικό κόστος που σχετίζεται με την αποθήκευση τεσσάρων διαφορετικών ομάδων αίματος.

Επιπλέον, η ανάπτυξη καθολικής χορήγησης αίματος από αιμοδότες θα αυξήσει την προσφορά αίματος από αιμοδότες μειώνοντας την ποσότητα αίματος που πλησιάζει στην ημερομηνία λήξης του.

Η ανάγκη αφαίρεσης των αντιγόνων Α και Β για τη δημιουργία καθολικού αίματος δότη εξηγείται από το γεγονός ότι μπορούν να προκαλέσουν απειλητικές για τη ζωή ανοσολογικές αντιδράσεις όταν μεταγγίζονται σε ακατάλληλους λήπτες.

Η ιδέα της χρήσης ενζύμων για τη δημιουργία καθολικού αίματος δότη προτάθηκε πριν από περισσότερα από 40 χρόνια. Έκτοτε, έχουν ανακαλυφθεί ένζυμα που είναι πιο αποτελεσματικά στην απομάκρυνση των αντιγόνων Α και Β, αλλά οι ερευνητές δεν μπορούν ακόμη να εξηγήσουν ή να εξαλείψουν όλες τις ανοσολογικές αντιδράσεις που σχετίζονται με το αίμα και, ως εκ τούτου, αυτά τα ένζυμα δεν χρησιμοποιούνται ακόμη στην κλινική πράξη.

Ένζυμα από τα έντερα

Ερευνητικές ομάδες από το DTU και το Πανεπιστήμιο Lund ακολούθησαν μια νέα πορεία στην εύρεση ενζύμων που μπορούν να απομακρύνουν τόσο τα αντιγόνα αίματος Α όσο και τα σάκχαρα που τα μπλοκάρουν. Οι ερευνητικές ομάδες ανακάλυψαν νέα μείγματα ενζύμων από το βακτήριο του εντέρου Akkermansia muciniphila, το οποίο ζει διασπώντας τη βλέννα που καλύπτει την επιφάνεια του εντέρου.

Αυτά τα ένζυμα βρέθηκαν εξαιρετικά αποτελεσματικά επειδή τα σύνθετα σάκχαρα στην επιφάνεια του εντερικού βλεννογόνου είναι χημικά παρόμοια με αυτά που βρίσκονται στην επιφάνεια των αιμοσφαιρίων.

«Η ιδιαιτερότητα της βλεννογόνου μεμβράνης είναι ότι τα βακτήρια που μπορούν να ζήσουν σε αυτό το υλικό συχνά έχουν ειδικά επιλεγμένα ένζυμα για τη διάσπαση των δομών σακχάρου της βλεννογόνου μεμβράνης, συμπεριλαμβανομένων των αντιγόνων ομάδας αίματος ABO. Αυτή η υπόθεση αποδείχθηκε σωστή», λέει ο Χάσεμ.

Οι ερευνητές σε αυτή τη μελέτη εξέτασαν 24 ένζυμα, τα οποία χρησιμοποίησαν για την επεξεργασία εκατοντάδων δειγμάτων αίματος.

Τα αντιγόνα ομάδας αίματος ABO που βρίσκονται στην επιφάνεια των ερυθρών αιμοσφαιρίων υπάρχουν επίσης και στο βλεννογόνο του εντέρου. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα εξειδικευμένο βακτήριο του εντέρου και την ικανότητά του να χρησιμοποιεί αυτά τα αντιγόνα ως θρεπτικά συστατικά για να αναπτύξουν δύο μείγματα ενζύμων που μετατρέπουν τα ερυθρά αιμοσφαίρια των τύπων Α και Β σε αίμα καθολικού δότη. Γράφημα: Matthias Jensen, μεταδιδακτορικός στο DTU. Πηγή: Matthias Jensen, μεταδιδακτορικός στο DTU.

«Το καθολικό αίμα θα δημιουργήσει μια πιο αποτελεσματική χρήση του αίματος του δότη και θα βοηθήσει επίσης στην αποφυγή σφαλμάτων κατά τη μετάγγιση αίματος με ασύμβατες ομάδες ABO, τα οποία διαφορετικά θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε δυνητικά θανατηφόρες συνέπειες για τον λήπτη».

«Όταν μπορέσουμε να δημιουργήσουμε καθολικό σύστημα αιμοδοσίας ABO, θα απλοποιήσουμε την εφοδιαστική της μεταφοράς και της χρήσης ασφαλών προϊόντων αίματος, ελαχιστοποιώντας παράλληλα την απώλεια αίματος», λέει ο καθηγητής Martin L. Olsson, επικεφαλής της μελέτης στο Πανεπιστήμιο Lund.

Οι ερευνητές από το DTU και το Πανεπιστήμιο Lund υπέβαλαν αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τα νέα ένζυμα και τη μέθοδο επεξεργασίας τους και αναμένουν περαιτέρω πρόοδο προς αυτή την κατεύθυνση στο νέο κοινό τους έργο τα επόμενα τρεισήμισι χρόνια. Εάν η ιδέα είναι επιτυχής, θα πρέπει να δοκιμαστεί σε ελεγχόμενες κλινικές δοκιμές προτού μπορέσει να εξεταστεί για εμπορική παραγωγή και κλινική χρήση.