Исследователи обнаружили в ДНК человеческих кишечных микробов новые углевод-расщепляющие ферменты, позволяющие избавиться от сахарных остатков на поверхности красных кровяных клеток и таким образом «обнулить» группу крови — превратить кровь II и III группы в кровь I группы. Возможность отрезать антигены с поверхности эритроцитов может помочь в случае недостатка донорской крови первой группы, которая часто бывает наиболее востребованна. Сообщение об открытии сделано на очередном съезде Американского химического общества (ACS), с тезисами можно ознакомиться на Eurekalert.

Наиболее распространенная классификация групп крови основана на наличии на поверхности эритроцитов (красных кровяных клеток) специфичных углеводных цепочек. В зависимости от наличия остатка того или иного сахара кровь можно разделить на четыре группы: I (или 0), II (A), III (B), IV (AB). Помимо эритроцитов с углеводными цепочками в плазме крови содержатся антитела к тем сахарным остаткам, которые в организме не представлены. Из-за наличия антител донорскую кровь (точнее, клеточную массу) можно переливать только людям с кровью соответствующей группы. Исключение составляет кровь первой группы (группы 0), где эритроциты не содержат на поверхности антигенов A и B — ее можно вводить людям с любой группой крови, поэтому в критических ситуациях именно ее часто не хватает.

Для искусственного приготовления крови группы I(0) ученые предлагали обработку эритроцитов углевод-расщепляющими ферментами (гликозид-гидролазами), которые специфично отрезают сахарные остатки A и B типа (N-ацетилгалактозамина и галактозы). Однако эффективность работы таких ферментов была недостаточно высока для клиники. В сообщении на конференции ACS Стефан Уитерс (Stephen Withers) из университета Британской Колумбии (Канада) рассказал, что они с коллегами обнаружили при помощи высокопроизводительного скрининга метагеномных библиотек новые ферменты, которые специфично расщепляют нужные связи с эффективностью, на порядок превышающей прежнюю.

Метагеном представляет собой совокупность ДНК из определенной экологической ниши, он не привязан к конкретному организму. Углевод-расщепляющие ферменты очень широко представлены в природе, поэтому для поиска нужных ферментов ученые использовали библиотеки генов из самых разных источников. Для тестирования на наличие нужной активности ДНК нарезали на кусочки и трансформировали этими фрагментами клетки кишечной палочки. После этого отдельные бактериальные клоны проверяли на способность расщеплять репортерный субстрат. Из тех бактерий, которые были способны это делать, выделяли фрагменты ДНК и секвенировали гены гликозид гидролаз.

Исследователи надеялись обнаружить гены, кодирующие хорошие ферменты, в геномах кровососущих насекомых, однако лучшие образцы были найдены в ДНК человеческой микробиоты. Уитерс объяснил это тем, что клетки стенки человеческого кишечника покрыты углеводными цепочками, отличающимися большим разнообразием. Найденные ферменты с высокой анти-галактозной активностью были отдельно протестированы на образцах крови. В настоящее время ученые в сотрудничестве с университетским Центром исследования крови планируют испытать ферменты на больших объемах крови, чтобы оценить их пригодность для клинического использования.

Проблему получения эритроцитов любой группы ранее предлагалирешать путем выращивания красных кровяных клеток in vitro из бессмертных клеток-предшественников.

Дарья Спасская

Кишечные бактерии сделают любую донорскую кровь универсальной

В кишечной микрофлоре обнаружены ферменты, способные удалять агглютиногены с поверхности эритроцитов, превращая кровь любой группы в универсальную — первую.

Какая бы катастрофа ни случилась, пострадавшим требуется кровь для переливания, лучше всего группы I (0 по системе АВ0), подходящей для переливания всем нуждающимся. Получить ее можно из крови любой группы: у бактерий кишечной микрофлоры ученые нашли ферменты, «очищающие» эритроциты и делающие донорскую кровь универсальной. Об этом на 256-й общенациональной встрече и выставке Американского химического общества (ACS) рассказал Стивен Витерс (Stephen Withers) из канадского Университета Британской Колумбии.

В зависимости от унаследованного набора генов, наши эритроциты могут нести на поверхности белки, соединенные со специфическими углеводами, — гликопротеины (А- и В-агглютиногены). Незнакомые гликопротеины донорской крови могут распознаваться иммунной системой, вызывая слипание эритроцитов. Несколько лет назад ученые уже показывали, что кровь любой группы можно превратить в первую, обработав ее ферментами-гидролазами, которые удаляют остатки углеводов из гликопротеинов. Это лишает эритроциты А- и В-агглютиногенов, переводя кровь в группу I.

К сожалению, до сих пор такое превращение было недостаточно эффективным для того, чтобы можно было говорить о практическом применении. Важным шагом к этому стала новая работа Стивена Витерса и его коллег, которым удалось выделить гидролазы кишечных бактерий, действующие на порядок лучше предыдущих вариантов. Интересно, что поначалу поиск велся среди ферментов комаров и пиявок, животных, способных переваривать кровь, однако решение пришло с неожиданной стороны.

Слизистая поверхность кишечника весьма богата муцинами — как и агглютиногены крови, это белки, связанные с остатками углеводов (гликопротеины). Многие из обитающих здесь микробов, помогающих нашему пищеварению, способны закрепляться на муцинах и питаться этими молекулами, что дало надежду на то, что они способны и разрушать агглютиногены эритроцитов. Не пытаясь работать с разными видами бактерий по отдельности, ученые получили общую ДНК из образца кишечной микрофлоры, из которой выделяли гены и группы генов, переносили их в лабораторные штаммы E. coli и смотрели, какие из бактерий проявят нужную активность.

Изучив сотни ГМ-колоний, авторы нашли среди них те, которые оказались способны удалять агглютиногены с эритроцитов, и уже тогда определили работающие у них гены и белки. Эффективность некоторых этих ферментов оказалась в 30 раз выше, чем у ранее найденного белка. Разумеется, прежде чем такие инструменты окажутся в руках медиков, предстоят многочисленные исследования и клинические испытания, однако новый шаг к превращению любой крови в универсальную прямо в больнице, там и когда она понадобится людям — сделан.

Ссылка на оригинал: https://nplus1.ru/news/2018/08/21/change-blood-type