Ферменти, що модифікують групу крові, знайшлися в кишечнику

Дослідники виявили в ДНК людських кишкових мікробів нові вуглевод-розщеплюючі ферменти, що дозволяють позбутися цукрових залишків на поверхні червоних кров'яних клітин і таким чином «обнулити» групу крові - перетворити кров II і III групи на кров I групи. Можливість відрізати антигени з поверхні еритроцитів може допомогти в разі нестачі донорської крові першої групи, яка часто буває найбільш затребувана. Повідомлення про відкриття зроблено на черговому з'їзді Американського хімічного товариства (ACS), з тезами можна ознайомитися на Eurekalert.

Найбільш поширена класифікація груп крові заснована на наявності на поверхні еритроцитів (червоних кров'яних клітин) специфічних вуглеводних ланцюжків. Залежно від наявності залишку того чи іншого цукру кров можна розділити на чотири групи: I (або 0), II (A), III (B), IV (AB). Крім еритроцитів з вуглеводними ланцюжками в плазмі крові містяться антитіла до тих цукрових залишків, які в організмі не представлені. Через наявність антитіл донорську кров (точніше, клітинну масу) можна переливати тільки людям з кров'ю відповідної групи. Виняток становить кров першої групи (групи 0), де еритроцити не містять на поверхні антигенів A і B - її можна вводити людям з будь-якою групою крові, тому в критичних ситуаціях саме її часто не вистачає.

Для штучного приготування крові групи I (0) вчені пропонували обробку еритроцитів вуглевод-розщеплюючими ферментами (глікозид-гідролазами), які специфічно відрізають цукрові залишки A і B типу (N-ацетилгалактозаміну і галактози). Однак ефективність роботи таких ферментів була недостатньо висока для клініки. У повідомленні на конференції ACS Стефан Вітерс (Stephen Withers) з університету Британської Колумбії (Канада) розповів, що вони з колегами виявили за допомогою високопродуктивного скринінгу метагеномних бібліотек нові ферменти, які специфічно розщеплюють потрібні зв'язки з ефективністю, що на порядок перевищує колишню.

Метагеном є сукупність ДНК з певної екологічної ніші, він не прив'язаний до конкретного організму. Вуглевод-розщеплюючі ферменти дуже широко представлені в природі, тому для пошуку потрібних ферментів вчені використовували бібліотеки генів з різних джерел. Для тестування на наявність потрібної активності ДНК нарізали на шматочки і трансформували цими фрагментами клітини кишкової палички. Після цього окремі бактеріальні клони перевіряли на здатність розщеплювати репортерний субстрат. З тих бактерій, які були здатні це робити, виділяли фрагменти ДНК і секвенували гени глікозид гідролаз.

Дослідники сподівалися виявити гени, які кодують хороші ферменти, в геномах кровосисних комах, проте кращі зразки були знайдені в ДНК людської мікробіоти. Вітерс пояснив це тим, що клітини стінки людського кишечника вкриті вуглеводними ланцюжками, що відрізняються великою різноманітністю. Знайдені ферменти з високою анти-галактозною активністю були окремо протестовані на зразках крові. В даний час вчені у співпраці з університетським Центром дослідження крові планують випробувати ферменти на великих обсягах крові, щоб оцінити їх придатність для клінічного використання.

Проблему отримання еритроцитів будь-якої групи раніше пропонували вирішувати шляхом вирощування червоних кров'яних клітин з безсмертних клітин-попередників.