Seit Jahren arbeiten Wissenschaftler in Labors daran, das Blut besser zu machen . Oder genauer gesagt besser für mehr Menschen. Daran arbeitet die Withers Research Group an der University of British Columbia fast täglich.
Sie kennen vielleicht die Grundlagen: Menschen haben verschiedene Blutgruppen. Wenn Sie eine Transfusion benötigen - sagen wir, Sie sind bei einem Unfall verletzt oder befinden sich im Operationssaal und warten auf einen Eingriff -, benötigen Sie die richtige Blutgruppe. Sie benötigen entweder Ihre Blutgruppe oder eine negative Typ O, die von allen als universell und akzeptabel angesehen wird.
Typ O ist jedoch sehr gefragt und Mangelware . Daher haben Wissenschaftler an Möglichkeiten herumgespielt, Blut vom Typ A in Blut vom Typ O umzuwandeln. Dies würde viele Probleme mit Angebot und Nachfrage lösen.
Sie kommen jeden Tag näher.
Der Weg zum Durchbruch
Seit mehr als vier Jahren hat das Withers Lab auf dem UBC-Campus in Vancouver die Herausforderung gemeistert. Dort haben Forscher mit verschiedenen Ansätzen experimentiert, um bestimmte Zuckermoleküle von der Oberfläche der roten Blutkörperchen des Typs A zu entfernen und die Zellen effektiv in Typ O umzuwandeln, der diese Zuckermoleküle nicht enthält.
Diese Moleküle - technisch gesehen Antigene - machen Transfusionen verschiedener Blutarten problematisch. Beispielsweise enthält Blut vom Typ B Antikörper, die diesen Zucker auf Blutzellen vom Typ A angreifen, wenn sich das Blut vermischt. Und umgekehrt. Ohne Antigene wird Typ-O-Blut nicht von Antikörpern angegriffen, weshalb Typ-O so stark nachgefragt wird.
Die Antwort auf die Befreiung des Typ-A-Blutes von seinen Antigenen, die erstmals in den 1980er Jahren vorgeschlagen und demonstriert wurde, bestand darin, ein Enzym zu verwenden, das den Zucker tatsächlich frisst. Darauf aufbauend suchten Withers und sein Team nach einem besseren Enzym.
"Wir haben es besser gemacht", sagt Withers über das Verfahren. "Nur nicht besser genug."
Stattdessen gruppierten sie sich neu, zogen Bilanz und suchten anderswo nach einem anderen Enzym, das den Trick machen würde. Sie drehten sich sozusagen nach innen. Sie wandten sich letztendlich dem menschlichen Darm zu.
"Sie wussten, dass es sehr wahrscheinlich Enzyme im Darm gibt", sagt Withers. "Ob sie besser sein würden als die, von denen wir wussten, war völlig unbekannt."
Withers entschied sich für den Darm und wandte sich zunächst einem anderen kritischen Teil der modernen Wissenschaft zu. um Geld für Forschung betteln. "Ich dachte, es sei im Allgemeinen eine gute Idee. Und zum Glück auch der Prüfer des Zuschussvorschlags, damit er die Finanzierung genehmigen kann", sagt er. "Die Idee hat ihnen sehr gut gefallen. Und sie hat sich bewährt."
Der große Fund
"Was Sie tun, ist, dass Sie im Wesentlichen eine Umgebung wählen, die wahrscheinlich Enzyme enthält, um die gewünschte Arbeit zu erledigen. Und dann versuchen Sie, Ihre Gene und letztendlich Ihre Enzyme aus dieser Umgebung zu isolieren", erklärt Withers. "Einer der wichtigsten Schritte ist meiner Meinung nach, zuerst Ihre Umgebung zu wählen. Wird es ein Haufen Erde sein? Etwas Meerwasser? Was wird es sein?"
Withers und seine Gruppe betrachteten Orte, an denen Blut und Bakterien in Kontakt kommen würden. Sprich bei Mücken. Oder Vampirfledermäuse. Blutegel.
"Aber die Komplikation ist, dass nur Primaten - also Affen und wir - das ABO-Blutsystem haben. Mücken usw. müssten sich also von menschlichem Blut ernähren", sagt Withers. "Und keiner meiner Doktoranden schien daran interessiert zu sein, sich freiwillig zu melden."
Die Forscher ließen sich auf dem menschlichen Darm nieder - den Magen-Darm-Wänden - wo Bakterien gefunden wurden, die sich von ähnlichen Zuckern ernähren. Die Theorie war, dass sie menschliche DNA aus einer Stuhlprobe entnehmen und die Gene isolieren könnten, die die Bakterien codieren, um ihre zuckerfressende Sache im Darm zu tun. Dann konnten sie sehen, ob diese Bakterien die Arbeit an den Zuckern der Typ-A-Blutzellen erledigen würden.
Das Darmmaterial für das Experiment zu finden, würde nicht schwierig sein. "Es war ziemlich einfach zu bekommen", sagt Withers. "Alles was wir brauchen ist kacken."
Nach dem Screening, der Katalogisierung und der Sequenzierung der DNA fanden die Forscher schließlich eine Kombination von funktionierenden Enzymen, die den Zucker effektiv vom Typ-A-Blut befreiten. Ihre Ergebnisse wurden im Juni 2019 in der Zeitschrift Nature Microbiology bekannt gegeben .
"Dies wird die Möglichkeit für Blutbanken, die Blutversorgung zu verwalten, wirklich vorantreiben", sagte Postdoc-Student Peter Rahfeld, der Hauptautor des Papiers, in einer Pressemitteilung , "sobald wir sicher sein können, dass es sicher ist."
Die nächsten Schritte
Der Test, um festzustellen, dass die Enzyme dem Blut nichts anderes entziehen und dass die Enzyme alle Antigene von der Oberfläche der Blutzellen des Typs A erhalten, wird fortgesetzt. Withers bereitet weitere Zuschussvorschläge vor und strebt auch nach mehr Finanzmitteln.
"Auf jeden Fall ist die Forschung noch nicht abgeschlossen. Wir haben zwei Teile, die noch nicht abgeschlossen sind. Ein Teil befasst sich mit all diesen Sicherheitsaspekten", sagt Withers. "Der andere Teil versucht, weiter zu suchen, um herauszufinden, ob es noch bessere Enzyme gibt, und auch nach besseren Enzymen für die Umwandlung von Blut vom Typ B Ausschau zu halten. Wir haben uns auf A konzentriert, weil dies das schwierigste ist, und teilweise, weil es dort ist." sind vernünftige Enzyme für B. "
Die Withers Group perfektioniert auch neue Methoden für das Screening von DNA bei kleinerem Volumen. All dies, vielleicht bald, könnte dazu beitragen, dass Blutmangel der Vergangenheit angehört.
JETZT IST DAS INTERESSANT
Nach Angaben des Amerikanischen Roten Kreuzes wird in den USA alle zwei Sekunden eine Bluttransfusion benötigt. Jedes Jahr werden durch sichere Transfusionen 4,5 Millionen Menschenleben gerettet. Die Haltbarkeit eines halben Liter Bluts beträgt etwa 42 Tage.
