Naukowcy od lat trudzą się w laboratoriach, próbując ulepszyć krew . A może dokładniej, lepiej dla większej liczby osób. To jedna z rzeczy, nad którymi prawie codziennie pracuje Withers Research Group na Uniwersytecie Kolumbii Brytyjskiej.
Możesz znać podstawy: ludzie mają różne grupy krwi. Jeśli potrzebujesz transfuzji - powiedzmy, że jesteś kontuzjowany w wypadku lub jesteś na sali operacyjnej w oczekiwaniu na zabieg - potrzebujesz odpowiedniego rodzaju krwi. Potrzebujesz albo swojej grupy krwi, albo wyniku ujemnego typu O, uważanego za uniwersalny i akceptowalny przez wszystkich.
Ale typ O cieszy się dużym popytem i brakiem podaży . Dlatego naukowcy szukali sposobów na przekształcenie krwi typu A w grupę O. To rozwiązałoby wiele problemów z popytem i podażą.
Podchodzą coraz bliżej każdego dnia.
Droga do przełomu
Od ponad czterech lat Withers Lab w kampusie UBC w Vancouver stara się jak najlepiej sprostać temu wyzwaniu. Naukowcy eksperymentowali z różnymi podejściami do usuwania pewnych cząsteczek cukru z powierzchni czerwonych krwinek typu A, skutecznie przekształcając komórki w typ O, który nie zawiera tych cząsteczek cukru.
Te cząsteczki - technicznie antygeny - są tym, co sprawia, że transfuzje różnych rodzajów krwi są problematyczne. Na przykład krew typu B zawiera przeciwciała, które zaatakują te cukry w krwinkach typu A, jeśli krew się zmiesza. I wzajemnie. Bez antygenów krew typu O nie jest atakowana przez przeciwciała, dlatego typ O jest tak bardzo poszukiwany.
Odpowiedzią na pozbycie się antygenów z krwi typu A, zaproponowaną i zademonstrowaną po raz pierwszy w latach 80., było użycie enzymu, który w efekcie zjadałby cukry. Withers i jego zespół, opierając się na tym, szukali lepszego enzymu.
„Zrobiliśmy to lepiej” - mówi Withers o procedurze. "Po prostu niewystarczająco lepsze."
Zamiast tego przegrupowali się, przeanalizowali, gdzie się znajdują i zaczęli szukać gdzie indziej innego enzymu, który by załatwił sprawę. W pewnym sensie zwrócili się do wewnątrz. Ostatecznie zwrócili się ku ludzkiemu wnętrzu.
„Wiedziałeś, że jest bardzo prawdopodobne, że w jelitach znajdują się enzymy” - mówi Withers. „Czy będą lepsze od tych, o których wiedzieliśmy, było kompletną niewiadomą”.
Withers postanowił sięgnąć po jelita, zwracając się najpierw do innej krytycznej części współczesnej nauki; błagając o pieniądze na badania. „Generalnie pomyślałem, że to dobry pomysł. I na szczęście recenzent wniosku o dotację tak samo zrobił, że mógł zatwierdzić dofinansowanie” - mówi. „Naprawdę spodobał im się ten pomysł. I udało się”.
Wielkie odkrycie
„To, co robisz, polega na tym, że zasadniczo wybierasz środowisko, które prawdopodobnie będzie zawierało enzymy, aby wykonywać pracę, którą chcesz. A potem próbujesz wyizolować swoje geny, a ostatecznie enzymy, z tego środowiska” - wyjaśnia Withers. „Moim zdaniem jednym z kluczowych kroków jest właściwie wybór środowiska. Czy będzie to kupka gleby? Jakaś woda oceaniczna? Co to będzie?”
Withers i jego grupa rozważali miejsca kontaktu krwi i bakterii. Powiedz, w komarach. Albo nietoperze wampirów. Pijawki.
„Ale komplikacja polega na tym, że tylko naczelne - czyli małpy człekokształtne i my sami - mają układ krwionośny ABO. Zatem komary itp. Musiałyby odżywiać się ludzką krwią” - mówi Withers. „I żaden z moich absolwentów nie wydawał się chętny do pracy jako wolontariusz”.
Naukowcy osiedlili się w ludzkich jelitach - ścianach przewodu pokarmowego - gdzie stwierdzono, że bakterie żywią się podobnymi cukrami. Teoria była taka, że mogliby pobrać ludzkie DNA z próbki kału i wyizolować geny kodujące bakterie, aby zjadały cukier w jelitach. Następnie mogli sprawdzić, czy te bakterie będą działać na cukry w krwinkach typu A.
Znalezienie materiału jelitowego do eksperymentu nie będzie trudne. „To było dość łatwe do zdobycia” - mówi Withers. „Potrzebujemy tylko kupy”.
Po przeszukaniu, skatalogowaniu i zsekwencjonowaniu DNA , naukowcy w końcu znaleźli kombinację działających enzymów, które skutecznie pozbawiły cukry krwi typu A. Ich odkrycia zostały ogłoszone w czerwcu 2019 roku w czasopiśmie Nature Microbiology .
„To naprawdę przyspieszy możliwość zarządzania dopływem krwi przez banki krwi” - powiedział w komunikacie doktorant Peter Rahfeld, główny autor artykułu , „gdy tylko będziemy mieć pewność, że jest to bezpieczne”.
Kolejne kroki
Kontynuowane są testy mające na celu ustalenie, czy enzymy nie usuwają z krwi niczego innego i że enzymy pobierają wszystkie antygeny z powierzchni komórek krwi typu A. Withers przygotowuje więcej wniosków o dofinansowanie, starając się też o dodatkowe fundusze.
„Zdecydowanie badania wciąż trwają. Mamy w pewnym sensie dwie części, które są w toku. Jedna z nich zajmuje się wszystkimi tymi kwestiami związanymi z bezpieczeństwem” - mówi Withers. „Druga część to próba spojrzenia dalej, aby zobaczyć, czy istnieją jeszcze lepsze enzymy, a także poszukać lepszych enzymów do konwersji krwi grupy B. Skupiliśmy się na A, ponieważ jest to najtrudniejsze wcześniej, a częściowo dlatego, że tam są rozsądnymi enzymami dla B. ”
Grupa Withers doskonali również nowe metody badań przesiewowych DNA przy mniejszej objętości. To wszystko, być może wkrótce, może sprawić, że niedobory krwi staną się przeszłością.
TERAZ TO CIEKAWE
Według Amerykańskiego Czerwonego Krzyża transfuzja krwi jest wymagana w Stanach Zjednoczonych co dwie sekundy. Każdego roku dzięki bezpiecznym transfuzjom ratuje się 4,5 miliona istnień ludzkich. Okres przechowywania kufla krwi wynosi około 42 dni.
