Enzimi scoperti per creare sangue donatore universale

I ricercatori della DTU e dell'Università di Lund hanno scoperto enzimi che, se mescolati con i globuli rossi, sono in grado di rimuovere gli zuccheri specifici che compongono gli antigeni A e B nel sistema dei gruppi sanguigni ABO umani. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Microbiology.

"Per la prima volta, nuovi cocktail enzimatici non solo rimuovono i ben noti antigeni A e B, ma anche varianti avanzate non precedentemente riconosciute come problematiche per la sicurezza delle trasfusioni. Siamo vicini alla produzione di sangue universale da donatori di tipo B, anche se resta ancora molto lavoro da fare per trasformare il più complesso gruppo A", afferma il professor Maher Abou Hashem, leader della ricerca presso DTU e uno degli scienziati principali dietro questa scoperta.

Nota che questa scoperta è stata il risultato della combinazione delle competenze dei ricercatori DTU sugli enzimi del microbiota intestinale umano e dei ricercatori dell'Università di Lund nel campo dei gruppi sanguigni di carboidrati e della medicina trasfusionale.

Richiesta elevata di sangue da donatori

I globuli rossi umani trasportano specifiche strutture zuccherine complesse (antigeni) che determinano i quattro gruppi sanguigni ABO: A, B, AB e O. Questi antigeni controllano la compatibilità tra donatori e riceventi per una trasfusione di sangue e un trapianto di organi sicuri. Il sangue donato viene testato per i marcatori della malattia e i principali gruppi sanguigni e può quindi essere refrigerato per un massimo di 42 giorni.

La necessità di sangue donato è elevata a causa della crescente percentuale di popolazione anziana e di un numero maggiore di pazienti sottoposti a procedure mediche che richiedono quantità significative di sangue. Convertire con successo i gruppi sanguigni A o B in sangue di donatori ABO universali può ridurre significativamente i costi logistici e finanziari associati alla conservazione di quattro diversi gruppi sanguigni.

Inoltre, lo sviluppo della donazione di sangue universale aumenterà la fornitura di sangue dei donatori riducendo la quantità di sangue prossimo alla scadenza.

La necessità di rimuovere gli antigeni A e B per creare una donazione di sangue universale è perché possono causare reazioni immunitarie pericolose per la vita se trasfusi a destinatari inappropriati.

L'idea di utilizzare enzimi per creare sangue da donatore universale è stata proposta più di 40 anni fa. Da allora sono stati scoperti enzimi con maggiore efficienza nella rimozione degli antigeni A e B, ma i ricercatori non sono ancora in grado di spiegare o eliminare tutte le reazioni immunitarie associate al sangue e pertanto questi enzimi non sono ancora utilizzati nella pratica clinica. p>

Enzimi dall'intestino

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

Questi enzimi si sono rivelati estremamente efficaci perché gli zuccheri complessi 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 hanno enzimi appositamente selezionati per degradare le strutture zuccherine della mucosa, compresi gli antigeni del gruppo sanguigno ABO. Questa ipotesi si è rivelata corretta”, afferma Hashem. p>

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

Gli antigeni del gruppo sanguigno ABO, 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 di enzimi che convertono i globuli rossi del gruppo A e B in sangue di donatore universale. Grafica: Matthias Jensen, postdoc presso DTU. Fonte: Matthias Jensen, postdoc presso DTU.

"Il sangue universale creerà un uso più efficiente del sangue dei donatori e aiuterà anche a evitare errori di trasfusione con gruppi ABO incompatibili, che potrebbero altrimenti portare a conseguenze potenzialmente fatali per il ricevente.

"Quando saremo in grado di creare un sistema universale di donazione di sangue ABO, 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, leader dello studio presso l'Università di Lund. p>

I ricercatori della DTU e dell'Università di Lund hanno richiesto un brevetto sui nuovi enzimi e sul loro metodo di lavorazione e si aspettano 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.