Enzymer oppdaget for å skape universelt donorblod

Forskere fra DTU og Lunds universitet har oppdaget enzymer som, når de blandes med røde blodlegemer, er i stand til å fjerne spesifikke sukkerarter som utgjør A- og B-antigenene i det menneskelige ABO-blodgruppesystemet. Resultatene ble publisert i tidsskriftet Nature Microbiology.

«For første gang fjerner de nye enzymcocktailene ikke bare de velkjente A- og B-antigenene, men også utvidede varianter som tidligere ikke ble anerkjent som problematiske for transfusjonssikkerheten. Vi er nær ved å produsere universelt blod fra type B-donorer, selv om det fortsatt må gjøres arbeid for å konvertere den mer komplekse type A», sier professor Maher Abou Hashem, leder av studien ved DTU og en av de ledende forskerne bak oppdagelsen.

Han bemerker at denne oppdagelsen er et resultat av en kombinasjon av ekspertise mellom DTU-forskere innen enzymer fra den menneskelige tarmfloraen og forskere ved Lunds universitet innen blodkarbohydratgrupper og transfusjonsmedisin.

Høy etterspørsel etter donorblod

Menneskelige røde blodceller har spesifikke komplekse sukkerstrukturer (antigener) som definerer de fire ABO-blodgruppene: A, B, AB og O. Disse antigenene kontrollerer kompatibilitet mellom givere og mottakere for trygge blodtransfusjoner og organtransplantasjoner. Donorblod testes for sykdomsmarkører og viktige blodgrupper og kan deretter oppbevares i kjøleskap i opptil 42 dager.

Behovet for donorblod er høyt på grunn av den økende andelen eldre i befolkningen og det økende antallet pasienter som gjennomgår medisinske prosedyrer som krever betydelige mengder blod. Vellykket konvertering av blodtype A eller B til universelt ABO-donorblod kan redusere de logistiske og økonomiske kostnadene forbundet med lagring av fire forskjellige blodtyper betydelig.

I tillegg vil utviklingen av universelt donorblod øke tilgangen på donorblod ved å redusere mengden blod som nærmer seg utløpsdatoen.

Behovet for å fjerne A- og B-antigener for å lage universelt donorblod forklares med det faktum at de kan forårsake livstruende immunreaksjoner når de transfusjoneres til uegnede mottakere.

Konseptet med å bruke enzymer for å lage universelt donorblod ble foreslått for mer enn 40 år siden. Siden den gang har man oppdaget enzymer som er mer effektive til å fjerne A- og B-antigener, men forskere kan fortsatt ikke forklare eller eliminere alle immunreaksjoner forbundet med blod, og derfor brukes ikke disse enzymene i klinisk praksis ennå.

Enzymer fra tarmene

Forskningsteam fra DTU og Lunds universitet har gått en ny vei for å finne enzymer som kan fjerne både A- og B-blodantigenene og sukkeret som blokkerer dem. Forskningsteamene har oppdaget nye enzymblandinger fra tarmbakterien Akkermansia muciniphila, som lever av å bryte ned slimet som dekker overflaten av tarmen.

Disse enzymene viste seg å være ekstremt effektive fordi de komplekse sukkerartene på overflaten av tarmslimhinnen er kjemisk lik de som finnes på overflaten av blodceller.

«Det særegne ved slimhinnen er at bakterier som kan leve på dette materialet ofte har spesielt utvalgte enzymer for å bryte ned sukkerstrukturene i slimhinnen, inkludert ABO-blodgruppeantigenene. Denne hypotesen viste seg å være riktig», sier Hashem.

Forskerne i denne studien testet 24 enzymer, som de brukte til å behandle hundrevis av blodprøver.

ABO-blodgruppeantigenene som finnes på overflaten av røde blodlegemer, finnes også på tarmens slimhinne. Forskerne brukte en spesialisert tarmbakterie og dens evne til å bruke disse antigenene som næringsstoffer for å utvikle to enzymblandinger som omdanner røde blodlegemer av type A og B til universelt donorblod. Grafikk: Matthias Jensen, postdoktor ved DTU. Kilde: Matthias Jensen, postdoktor ved DTU.

«Universal blood vil føre til mer effektiv bruk av donorblod og vil også bidra til å unngå feil ved transfusjon av blod med inkompatible ABO-grupper, som ellers kan føre til potensielt fatale konsekvenser for mottakeren.»

«Når vi kan lage universelt ABO-donorblod, vil vi forenkle logistikken rundt transport og bruk av trygge blodprodukter samtidig som vi minimerer blodtap», sier professor Martin L. Olsson, leder av studien ved Lunds universitet.

Forskerne fra DTU og Lunds universitet har søkt om patent på de nye enzymene og prosesseringsmetoden deres, og forventer ytterligere fremgang i denne retningen i sitt nye fellesprosjekt de neste tre og et halvt årene. Hvis konseptet lykkes, må det testes i kontrollerte kliniske studier før det kan vurderes for kommersiell produksjon og klinisk bruk.