Ферменты научили изменять группу крови человека

Группа биохимиков из Университета Британской Колумбии и Центра исследований крови (Ванкувер)  с помощью метода направленной эволюции создала фермент, способный модифицировать красные кровяные тельца человека и «превращать» все группы крови в первую. Результаты исследования опубликованы в Journal of the American Chemical Society.

Ученые под руководством профессора Джаячандрана Кижаккедатху создали модифицированный вариант гликозил-гидролазы, позволяющий удалить А и В антигены с поверхности эритроцитов в крови человека. С его помощью в лабораторных условиях стало возможно изменять группу крови с А0 и АА (вторая), В0 и ВВ (третья) и АВ (четвертая) на 00 (первая).

Фермент был получен путем внесения мутаций в кодирующий ген бактериального фермента, найденного у пневмококка Streptococcus pneumoniae. Затем проводилось несколько циклов направленной эволюции, в ходе которой отбирались ферменты, лучше всего справляющиеся со своей задачей. После пяти поколений фермент стал более чем в 170 раз эффективнее в деактивации антигенов А и В, чем его природный аналог.

Первая группа крови (00) очень важна для медицинских целей, так как является «универсальным донором»  –  ее можно переливать пациентам с любой другой группой крови (в первом приближении). Наличие надежной технологии превращения  произвольной  группы крови в первую, потенциально способно решить проблему постоянно нарастающего дефицита донорской крови в медицинских учреждениях.

Типология групп крови АВ0 была предложена Карлом Ландштайнером в 1900 году. Он обнаружил, что на поверхности эритроцитов у части людей содержатся вещества-антигены (агглютиногены), которые осаждаются определенными антителами (агглютининами), содержащимися в плазме крови. Антигены он обозначил латинскими буквами А и В, а антитела к ним α и β.

В крови человека обычно нет антител к собственным эритроцитам, однако, при переливании чужие эритроциты могут оказаться несовместимыми и произойдет реакция агглютинации. В результате могут образоваться перекрывающие сосуды тромбы. Совокупность реакций организма, возникающих при переливании несовместимой крови, называется гемотрансфузионным шоком.

Даже у людей, у которых нет антигенов А и В, в плазме крови содержатся, однако, врожденные антитела к ним. Поэтому переливание крови одних людей другим часто приводит к гемотрансфузионному шоку. Это происходит, если эритроциты, содержащие А или В антигены вводят людям, имеющим в организме к ним антитела.  Следовательно, при переливании крови необходимо не допускать образования пар А-антиген-α-антитело и В-антиген-β-антитело, которые называются одноименными.

В эритроцитах первой группы крови нет ни А, ни В агглютиногенов, поэтому ее также называют нулевой, а в плазме содержатся α и β агглютинины. Эти особенности позволяют переливать ее носителям других групп. Донорами же для обладателей первой группы могут выступать только они сами.