Značajno otkriće: Enzimi otkriveni u crijevnim bakterijama mogu promijeniti krvne grupe darivatelja

Kada je život u pitanju, transfuzije krvi mogu pomoći u održavanju pacijenta - ali samo ako je krvna grupa donatora podudarna.

Nova otkrića istraživača iz Danske i Švedske mogla bi pomoći u takvim hitnim situacijama, ali i olakšati globalne nestašice u zalihama krvi.

Tim je identificirao mješavinu enzima koje proizvodi vrsta bakterija pronađenih u našim crijevima, a koje mogu, u laboratorijskim studijama, pretvoriti crvene krvne stanice u univerzalni tip O s "izuzetno visokom efikasnošću" - poboljšavajući ideju koja je započeta prije 40 godina.

Kao i gotovo sve stanice u ljudskom tijelu, crvene krvne stanice su prekrivene slojem jedinstvenih šećernih struktura. Te strukture variraju od osobe do osobe, pri čemu neki imaju strukture tipa A, a drugi tipa B. Neki imaju i A i B, dok drugi nemaju ništa od toga, što je označeno kao O.

Imunosni sustavi koji nikada nisu vidjeli tipove A ili B će napasti i uništiti ove stanice čim ih prime transfuzijom, dok se tip O krvi mnogo šire prihvata kod većine primatelja.

Zbog ove univerzalnosti, zalihe tipa O krvi često se koriste, posebno u medicinskim hitnim slučajevima kada doktori moraju brzo djelovati a da ne znaju krvnu grupu pacijenta.

Pretvaranje crvenih krvnih stanica u univerzalni tip O nije nova ideja. Tehnika je prvi put upotrijebljena 1982. godine, kada su naučnici otkrili enzim ekstrahiran iz zrna kave koji bi mogao ukloniti površinske šećere tipa B sa stanica.

Međutim, ta reakcija enzima bila je vrlo neefikasna, što je činilo praktičnu primjenu na velikoj skali neizvodljivom, a unatoč početnom uspjehu u kliničkim ispitivanjima, postojale su zabrinutosti za sigurnost. Iz nepoznatih razloga, krv donatora je ponekad bila i dalje nekompatibilna s primateljima iako su stanice donatora bile ogoljene od gotovo svih njihovih antigena.

Stoga su naučnici ponovno krenuli od početka, otkrivajući druge enzime u kolekcijama bakterija u crijevima čovjeka sve do 2019. godine.

Ono što je problematično je da danas, od 2022. godine, postoji više od 40 krvnih grupnih sistema osim ABO sistema i Rh faktora s kojim su većina upoznati.

Čak i unutar A i B krvnih grupa, postoje podtipovi, s različitim dužinama i gustoćama molekula koje karakteriziraju crvene stanice.

"Ovdje izvještavamo o otkriću izuzetno efikasnih enzima, ne samo protiv A i B antigena već i protiv njihovih ekstenzija", pišu Mathias Jensen i Linn Stenfelt, dva bioinženjera s Tehničkog sveučilišta Danske, u svom objavljenom radu zajedno sa svojim švedskim kolegama.

Na temelju prethodnog rada drugih timova, istraživači su odabrali nekoliko kandidatskih enzima koje proizvodi bakterija Akkermansia muciniphila iz crijeva i tretirali crvene krvne stanice - od više donatora i različitih podtipova A i B - s njima.

Važno je napomenuti da su enzimi inkubirani s visokim koncentracijama crvenih krvnih stanica, na sobnoj temperaturi i samo 30 minuta - poboljšavajući dulje i manje efikasne uvjete obrade prethodnih kandidata, što je važno za potencijalnu kliničku primjenu.

"Ovi blagi uvjeti bez aditiva (npr. dekstrana) zajedno s izvrsnim učinkovitostima enzima važni su parametri izvedivosti u kliničkoj primjeni", napominju Jensen, Stenfelt i kolege.

Važno je napomenuti da odabrani enzimi također uklanjaju sve četiri poznate ekstenzije A i B antigena s crvenih krvnih stanica, osim kraćih, kanonskih A i B antigena drugih krvnih podtipova.

Uklanjanje dugih, šećernih ekstenzija smanjilo je nekompatibilnost tretiranih stanica tipa B s uzorcima plazme na manje od 9 posto, i učinilo reakcije manje teškim tamo gdje su se događale.

Potrebno je još rada kako bi se razumjelo zašto mali dio navodno bezšećernih crvenih krvnih stanica i dalje reagira s grupom O plazmi, te kako bi se poboljšala konverzija stanica tipa A.

Međutim, pronalaskom enzima koji uklanjaju veću raznolikost A i B antigena, istraživači kažu da njihovo istraživanje otkriva "nedostajuću kariku" u proizvodnji univerzalne krvi za transfuziju i potencijalno organa za transplantaciju.

Godine 2022., istraživači su koristili sličnu strategiju (s drugim enzimima) kako bi pretvorili donirane pluća tipa A krvne grupe u univerzalni tip O pod laboratorijskim uvjetima. Ovi novi rezultati mogli bi poboljšati te napore dovoljno da zadovolje standarde sigurnosti potrebne za ljudska ispitivanja transplantacije.

Crvene krvne stanice uzgojene u laboratoriju također su u ljudskim ispitivanjima kako bi se testiralo jesu li trajnije od donirane krvi. Ako je to tako, to bi moglo smanjiti potražnju za zaliham krvi i pomoći pacijentima koji zahtijevaju ponovljene transfuzije da izbjegnu komplikacije.

Studija je objavljena u časopisu Nature Microbiology.