Донорской крови никогда не бывает много. Согласно данным ВОЗ, ежегодно в мире кровь сдают около 117 миллионов человек. Но крови всё равно не хватает. Ведь в случае серьёзных травм каждому конкретному человеку необходимо переливать донорскую кровь подходящей группы. По этой причине учёные всего мира пробуют создать искусственную кровь, а также ищут эффективный способ преобразования одной группы крови в другую.
Недавно специалисты Университета Британской Колумбии (UBC) выяснили, как это можно сделать при помощи ферментов.
Поясним, что существует две основные классификации групп крови человека: система AB0 и резус-система. Согласно первой, 0 обозначает I группу крови, А – II, B – III и AB – IV группы.
Разница между группами крови обусловлена необычными молекулами сахаров, которые находятся на поверхности красных кровяных телец, эритроцитов. Эти молекулы сахаров представляют собой антигены. Соответственно, если человеку перелить кровь не той группы, его иммунная система реагирует на антигены как на красную тряпку, так что чужие эритроциты атакуются как вражеские.
Вторая и третья группы крови имеют свои антигены на поверхности эритроцитов, у четвёртой присутствуют оба типа, а первая лишена всех. По этой причине первая группа крови подходит всем и считается универсальной.
Более ранние работы показали, что для преобразования второй, третьей и четвёртой групп крови могут использоваться некоторые ферменты (удаляющие антигены). Впрочем, не все ферменты действуют одинаково эффективно.
Теперь же учёные, работающие под руководством профессора Стивена Уизерса (Stephen Withers), обнаружили в кишечной микробиоте человека два типа ферментов, которые способны преобразовать вторую группу крови (одну из самых популярных) в первую. Напомним, что под микробиотой понимается совокупность микроорганизмов, обитающих в организме человека.
Почему учёные стали изучать именно кишечные микробы? Как пишет ведущий автор работы Питер Рафельд (Peter Rahfeld) из Университета Британской Колумбии, стенка кишечника человека покрыта муцинами — комплексами из сахаров и белков, которые некоторые бактерии поедают. Сахара муцинов очень напоминают те, что располагаются на эритроцитах (те самые антигены), пишет Science.
Раз кишечные бактерии питаются этими веществами, они должны производить ферменты, позволяющие "откусывать" от муцинов те самые лакомые кусочки.
Учёные выделили из человеческих фекалий различные ДНК, которые теоретически могли включать гены, кодирующие нужные бактериальные ферменты. Исследователей интересовали те вещества, которые позволяют переваривать муцины. В своей работе они воспользовались функциональной метагеномикой.
В результате они нашли подходящую ДНК, а затем "измельчили" её и внедрили необходимые фрагменты в кишечную палочку (бактерия этого вида часто используется в лабораторных экспериментах).
Затем исследователи проверили, произвела ли кишечная палочка какой-либо фермент, способный удалять сахара, характерные для второй группы крови.
Сначала они не увидели ничего многообещающего. Но затем они протестировали сразу два полученных фермента, которые, как оказалось, смогли оторвать нужные сахара. К слову, впоследствии учёные установили, что эти вещества производятся бактерией вида Flavonifractor plautii.
Позднее специалисты добавили небольшое количество многообещающих ферментов в образец второй группы крови. В результате последняя лишилась характерных антигенов. Таким образом, учёные получили универсальный образец.
Учёные отмечают, что пока они проводили все эксперименты лишь в чашках Петри. Исследователям предстоит доработать технологию, чтобы медики получили возможность выполнять преобразование групп крови прямо в больницах.
Сообщается, что команда совместно с экспертами из организации Canadian Blood Services уже начала дальнейшие исследования, чтобы убедиться в безопасности и эффективности такой методики преобразования эритроцитов.
Уизерс надеется, что "пробирочная" фаза закончится в течение ближайших двух лет (если будет необходимое финансирование). Затем должны начаться клинические испытания. На это уйдёт ещё несколько лет.
"Вопросы безопасности, безопасности и ещё раз безопасности являются тремя главными вопросами, стоящими на повестке дня", – добавляет Уизерс.
Если метод окажется эффективным и безопасным, то это открытие отчасти поможет решить нехватку донорской крови.
"В последние годы научное сообщество начинает всё больше осознавать важность микробиоты человека и её связь со здоровьем. Однако она может оказаться ещё более значимой, поскольку микроорганизмы, обитающие в теле человека, также обладают ферментативной активностью, о которой мы не знаем", – отметил Рафельд.
Научная статья по итогам исследования опубликована в издании Nature Microbiology.
Отметим, что многие учёные стараются решить проблемы нехватки донорской крови. Так, исследователи научились создавать человеческую кровь "лабораторного производства".
Кроме того, авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) сообщали о создании искусственной крови. Писали мы и о том, как от группы крови и загрязнения воздуха зависит риск возникновения сердечных болезней.
