Scoperti gli enzimi per creare il sangue di un donatore universale

Ricercatori della DTU e dell'Università di Lund hanno scoperto enzimi che, se miscelati con i globuli rossi, sono in grado di rimuovere specifici zuccheri che compongono gli antigeni A e B nel sistema sanguigno AB0 umano. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Microbiology.

"Per la prima volta, i nuovi cocktail enzimatici non solo rimuovono i ben noti antigeni A e B, ma anche varianti estese che in precedenza non erano state riconosciute come problematiche per la sicurezza trasfusionale. Siamo prossimi a produrre sangue universale da donatori di gruppo B, anche se c'è ancora molto lavoro da fare per convertire il più complesso tipo A", afferma il Professor Maher Abou Hashem, responsabile dello studio presso la DTU e uno dei principali scienziati che hanno contribuito alla scoperta.

Egli sottolinea che questa scoperta è il risultato di una combinazione di competenze tra ricercatori della DTU nel campo degli enzimi del microbiota intestinale umano e ricercatori dell'Università di Lund nel campo dei gruppi di carboidrati nel sangue e della medicina trasfusionale.

Alta richiesta di donatori di sangue

I globuli rossi umani contengono specifiche strutture zuccherine complesse (antigeni) che definiscono i quattro gruppi sanguigni AB0: A, B, AB e 0. Questi antigeni controllano la compatibilità tra donatori e riceventi per garantire la sicurezza di trasfusioni e trapianti di organi. Il sangue del donatore viene analizzato per la ricerca di marcatori patogeni e dei principali gruppi sanguigni e può quindi essere conservato in frigorifero fino a 42 giorni.

La necessità di donatori di sangue è elevata a causa della crescente percentuale di popolazione anziana e del crescente numero di pazienti sottoposti a procedure mediche che richiedono notevoli quantità di sangue. La conversione efficace dei gruppi sanguigni A o B in sangue di donatore universale AB0 può ridurre significativamente i costi logistici e finanziari associati alla conservazione di quattro gruppi sanguigni diversi.

Inoltre, lo sviluppo del sangue dei donatori universali aumenterà la disponibilità di sangue dei donatori, riducendo la quantità di sangue prossimo alla data di scadenza.

La necessità di rimuovere gli antigeni A e B per creare sangue universale è spiegata dal fatto che essi possono causare reazioni immunitarie potenzialmente letali se trasfusi in riceventi inappropriati.

L'idea di utilizzare enzimi per creare sangue universale è stata proposta più di 40 anni fa. Da allora, sono stati scoperti enzimi più efficaci nel rimuovere gli antigeni A e B, ma i ricercatori non sono ancora riusciti a spiegare o eliminare tutte le reazioni immunitarie associate al sangue, e quindi questi enzimi non sono ancora utilizzati nella pratica clinica.

Enzimi dall'intestino

Gruppi di ricerca della DTU e dell'Università di Lund hanno intrapreso una nuova strada per trovare enzimi in grado di rimuovere sia gli antigeni del sangue A che B, sia gli zuccheri che li bloccano. I gruppi di ricerca hanno scoperto nuove miscele enzimatiche derivate dal batterio intestinale Akkermansia muciniphila, che si nutre scomponendo il muco che riveste la superficie dell'intestino.

Si è scoperto che questi enzimi sono estremamente efficaci perché gli zuccheri complessi presenti sulla superficie della mucosa intestinale sono chimicamente simili a quelli presenti sulla superficie delle cellule del sangue.

"La particolarità della mucosa è che i batteri che possono vivere su questo materiale spesso possiedono enzimi appositamente selezionati per scomporre le strutture zuccherine della mucosa, compresi gli antigeni del gruppo sanguigno AB0. Questa ipotesi si è rivelata corretta", afferma Hashem.

I ricercatori coinvolti in questo studio hanno testato 24 enzimi, che hanno utilizzato per elaborare centinaia di campioni di sangue.

Gli antigeni del gruppo sanguigno AB0 presenti sulla superficie dei globuli rossi sono presenti anche sulla mucosa intestinale. I ricercatori hanno utilizzato un batterio intestinale specializzato e la sua capacità di utilizzare questi antigeni come nutrienti per sviluppare due miscele enzimatiche che convertono i globuli rossi di tipo A e B in sangue universale. Immagine: Matthias Jensen, postdoc presso la DTU. Fonte: Matthias Jensen, postdoc presso la DTU.

"Il sangue universale consentirà un utilizzo più efficiente del sangue dei donatori e contribuirà inoltre a evitare errori nella trasfusione di sangue con gruppi ABO incompatibili, che potrebbero altrimenti portare a conseguenze potenzialmente fatali per il ricevente.

"Quando saremo in grado di creare sangue di donatori ABO universali, semplificheremo la logistica del trasporto e dell'utilizzo di prodotti sanguigni sicuri, riducendo al minimo la perdita di sangue", afferma il professor Martin L. Olsson, responsabile dello studio presso l'Università di Lund.

I ricercatori della DTU e dell'Università di Lund hanno depositato una domanda di brevetto per i nuovi enzimi e il loro metodo di elaborazione, e prevedono ulteriori progressi in questa direzione nel loro nuovo progetto congiunto nei prossimi tre anni e mezzo. In caso di successo, il concetto dovrà essere testato in studi clinici controllati prima di poter essere preso in considerazione per la produzione commerciale e l'uso clinico.