Годами ученые трудились в лабораториях, пытаясь улучшить кровь . Или, может быть, точнее, лучше для большего количества людей. Это одна из тех вещей, над которыми Исследовательская группа Уизерса из Университета Британской Колумбии работает практически каждый день.
Возможно, вы знаете основы: у людей разные группы крови. Если вам нужно переливание крови - скажем, вы получили травму в результате несчастного случая или находитесь в операционной в ожидании процедуры, - вам нужен правильный тип крови. Вам нужна либо ваша группа крови, либо отрицательная группа O, считающаяся универсальной и приемлемой для всех.
Но тип O пользуется большим спросом и дефицитом . Итак, ученые пытались найти способы превратить кровь типа А в кровь типа О. Это решило бы множество проблем со спросом и предложением.
Они подбираются ближе с каждым днем.
Путь к прорыву
Уже более четырех лет лаборатория Withers Lab в кампусе Университета Британской Колумбии в Ванкувере старается решить эту проблему. Исследователи экспериментировали с различными подходами к удалению определенных молекул сахара с поверхности эритроцитов типа A, эффективно превращая клетки в тип O, который не содержит этих молекул сахара.
Эти молекулы - технически антигены - делают переливание разных типов крови проблематичным. Например, кровь типа B содержит антитела, которые атакуют эти сахара в клетках крови типа A, если кровь смешивается. И наоборот. Без антигенов кровь типа O не подвергается атаке антител, поэтому тип O пользуется таким большим спросом.
Ответ на избавление крови типа А от ее антигенов, впервые предложенный и продемонстрированный в 1980-х годах, заключался в использовании фермента, который, по сути, съел бы сахар. Уитерс и его команда, основываясь на этом, искали лучший фермент.
«Мы сделали это лучше», - говорит Уизерс о процедуре. "Просто недостаточно лучше".
Вместо этого они перегруппировались, оценили, где они были, и начали искать в другом месте другой фермент, который мог бы помочь. Они как бы повернулись внутрь. В конечном итоге они обратились к человеческому чутью.
«Вы знали, что в кишечнике, скорее всего, есть ферменты», - говорит Уизерс. «Будут ли они лучше, чем те, о которых мы знали, было совершенно неизвестно».
Уитерс решил попробовать свои силы, сначала обратившись к другой важной части современной науки, чтобы сделать это; клянчат деньги на исследования. «Я думал, что это в целом хорошая идея. И, к счастью, так же поступил рецензент заявки на грант, так что они смогли утвердить финансирование», - говорит он. «Им действительно понравилась идея. И она действительно сработала».
Большая находка
«По сути, вы выбираете среду, которая может содержать ферменты для выполнения желаемой вами работы. А затем вы пытаетесь изолировать свои гены и, в конечном итоге, ферменты от этой среды», - объясняет Уизерс. «Один из ключевых шагов, на мой взгляд, состоит в том, чтобы в первую очередь выбрать среду обитания. Будет ли это кучка почвы? Немного океанской воды? Что это будет?»
Уитерс и его группа рассматривали места, где кровь и бактерии могут контактировать. Скажем, в комарах. Или летучие мыши-вампиры. Пиявки.
«Но сложность заключается в том, что только приматы, то есть обезьяны и мы сами , имеют систему крови ABO. Таким образом, комары и т. Д. Должны питаться человеческой кровью», - говорит Уизерс. «И никто из моих аспирантов, похоже, не хотел работать волонтером».
Исследователи остановились на кишечнике человека - стенках желудочно-кишечного тракта - где бактерии, как было установлено, питаются подобными сахарами. Теория заключалась в том, что они могли взять человеческую ДНК из образца стула и выделить гены, которые кодируют бактерии, которые поедают сахар в кишечнике. Тогда они могли увидеть, будут ли эти бактерии выполнять свою работу с сахарами в клетках крови типа А.
Найти материал кишечника для эксперимента не составило труда. «Это было довольно легко получить», - говорит Уизерс. «Все, что нам нужно, это какашки».
После скрининга, каталогизации и секвенирования ДНК исследователи наконец нашли комбинацию работающих ферментов, которые эффективно удаляли сахар из крови типа А. Их результаты были объявлены в июне 2019 года в журнале Nature Microbiology .
«Это действительно продвинет вперед возможность для банков крови управлять кровоснабжением, - сказал в выпуске постдоктор Питер Рахфельд, ведущий автор статьи, - как только мы сможем убедиться, что это безопасно».
Следующие шаги
Продолжаются испытания, чтобы установить, что ферменты не удаляют из крови что-либо еще и что ферменты получают все антигены с поверхности клеток крови типа А. Withers готовит новые заявки на гранты, стремясь к увеличению финансирования.
«Определенно, исследования все еще продолжаются. У нас есть как бы две части, которые продолжаются. Одна часть делает все это в целях безопасности», - говорит Уизерс. «Другая часть пытается заглянуть дальше, чтобы увидеть, есть ли еще более эффективные ферменты, а также поискать более совершенные ферменты для преобразования крови группы B. Мы сосредоточились на A, потому что это было наиболее сложным раньше, и отчасти потому, что там являются подходящими ферментами для B. "
Группа Withers также совершенствует новые методы скрининга ДНК в меньшем объеме. Все это, возможно, скоро, может помочь оставить в прошлом нехватку крови .
ЭТО ИНТЕРЕСНО
По данным американского Красного Креста , переливание крови необходимо каждые две секунды в США. Ежегодно безопасные переливания спасают 4,5 миллиона жизней. Срок годности пол-литра крови около 42 суток.
