Enzymer som upptäckts skapa universellt donatorblod

Forskare från DTU och Lunds universitet har upptäckt enzymer som, när de blandas med röda blodkroppar, kan ta bort de specifika sockerarterna som utgör A- och B-antigenerna i det mänskliga ABO-blodgruppssystemet. Resultaten publicerades i tidskriften Nature Microbiology.

"För första gången tar nya enzymcocktails inte bara bort de välkända A- och B-antigener, utan även avancerade varianter som inte tidigare erkänts som problematiska för transfusionssäkerhet. Vi är nära att producera universalblod från typ B-givare, även om arbete återstår att göra för att transformera den mer komplexa gruppen A", säger professor Maher Abou Hashem, ledare för forskningen vid DTU och en av de ledande forskarna bakom denna upptäckt.

Han konstaterar att denna upptäckt var resultatet av en kombination av DTU-forskares expertis inom enzymer från människans tarmmikrobiota och Lunds universitets forskare inom området kolhydratblodgrupper och transfusionsmedicin.

Hög efterfrågan på donatorblod

Humana röda blodkroppar bär specifika komplexa sockerstrukturer (antigener) som bestämmer de fyra ABO-blodgrupperna: A, B, AB och O. Dessa antigener kontrollerar kompatibiliteten mellan donatorer och mottagare för säker blodtransfusion och organtransplantation. Donerat blod testas för sjukdomsmarkörer och större blodtyper och kan sedan förvaras i kylskåp i upp till 42 dagar.

Behovet av donerat blod är stort på grund av en ökande andel av den äldre befolkningen och fler patienter som genomgår medicinska ingrepp som kräver betydande mängder blod. Att framgångsrikt omvandla blodtyp A eller B till universellt ABO-donatorblod kan avsevärt minska de logistik- och ekonomiska kostnaderna för att lagra fyra olika blodtyper.

Dessutom kommer utvecklingen av universell blodgivning att öka tillgången på donatorblod genom att minska mängden blod som närmar sig utgången.

Behovet av att ta bort A- och B-antigener för att skapa universell bloddonation beror på att de kan orsaka livshotande immunreaktioner när de transfunderas till olämpliga mottagare.

Konceptet att använda enzymer för att skapa universellt donatorblod föreslogs för mer än 40 år sedan. Sedan dess har enzymer med högre effektivitet när det gäller att ta bort A- och B-antigener upptäckts, men forskare kan fortfarande inte förklara eller eliminera alla immunreaktioner associerade med blod, och därför används dessa enzymer fortfarande inte i klinisk praxis. p>

Enzymer från tarmarna

Forskarteam från DTU och Lunds universitet har tagit en ny väg för att hitta enzymer som kan ta bort både blodantigener A och B och de sockerarter som blockerar dem. Forskarlag har upptäckt nya enzymblandningar från tarmbakterien Akkermansia muciniphila, som äter genom att bryta ner slemmet som täcker ytan av tarmarna.

Dessa enzymer visade sig vara extremt effektiva eftersom de komplexa sockerarterna på ytan av tarmslemhinnan är kemiskt lika de som finns på ytan av blodkroppar.

”Det speciella med slemhinnan är att de bakterier som kan leva på detta material ofta har speciellt utvalda enzymer för att bryta ner sockerstrukturerna i slemhinnan, inklusive ABO-blodgruppsantigener. Den här hypotesen visade sig vara korrekt”, säger Hashem. p>

Forskarna i den här studien testade 24 enzymer som de använde för att bearbeta hundratals blodprover.

ABO-blodgruppsantigener, som finns på ytan av röda blodkroppar, finns också på tarmslemhinnan. Forskarna använde en specialiserad tarmbakterie och dess förmåga att använda dessa antigener som näringsämnen för att utveckla två enzymblandningar som omvandlar röda blodkroppar i grupp A och B till universellt donatorblod. Grafik: Matthias Jensen, postdoc vid DTU. Källa: Matthias Jensen, postdoc vid DTU.

"Universellt blod kommer att skapa en mer effektiv användning av donatorblod och kommer också att hjälpa till att undvika transfusionsfel med inkompatibla ABO-grupper, vilket annars skulle kunna leda till potentiellt dödliga konsekvenser för mottagaren.

"När vi kan skapa ett universellt ABO-blodgivningssystem kommer vi att förenkla logistiken för att transportera och använda säkra blodprodukter samtidigt som vi minimerar blodförlusten", säger professor Martin L. Olsson, ledare för studien vid Lunds universitet. p>

Forskare från DTU och Lunds universitet har ansökt om patent på de nya enzymerna och deras bearbetningsmetod och förväntar sig ytterligare framsteg i denna riktning i sitt nya gemensamma projekt under de kommande tre och ett halvt åren. Om det lyckas måste konceptet testas i kontrollerade kliniska prövningar innan det kan övervägas för kommersiell produktion och klinisk användning.