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.

https://nplus1.ru/news/2015/04/30/blood-on-the-sleeve

Группа исследователей из университета Британской Колумбии опубликовала работу, в которой описали полученный ими новый фермент. Под его воздействием кровь любой группы меняется на первую, которую можно переливать практически любым пациентам.

Оказаться в ситуации, когда в больнице нет необходимой группы крови – страшно. К сожалению, как это известно ещё с начала 20-го века, у разных людей встречаются разные группы крови, которые по большей части несовместимы друг с другом. Вливание крови несовместимой группы приводит к разного рода пагубным последствиям, вплоть до летального исхода.

Вторая Мировая война, явившись ужасной трагедией, в то же время подстегнула медицину. В 1941 году начали применять первое бактерицидное вещество — пенициллин. А необходимость в переливании крови породила теорию деления разных её видов на группы AB0, а в принятой у нас терминологии — от 1-й до 4-й, с учётом резус-фактора. Кровь разных групп отличается свойствами антигенов — цепочек углеродных белков, обволакивающих эритроциты.

В последнее время стало известно, что существуют более редкие группы крови (всего известно уже 33 разновидности), из-за чего существуют десятки систем её классификации. Однако группа 0 остаётся самой универсальной, её в любом случае можно переливать всем пациентам в объёме до 500 мл.

Универсальность группы 0 (1-й) обуславливается отсутствием у неё антигенов. В то же время, обладатели группы 0 могут принимать только кровь той же группы. Поскольку создание искусственной крови находится пока в области фантастики, очевидно, что увеличение запасов крови 1-й группы идёт на пользу всем пациентам.

Идея превращения остальных групп крови в группу 0 путём удаления антигенов была высказана ещё в 1980-е годы. Однако до сих пор не было найдено средств их эффективного удаления. «Идея высказывалась уже давно, но известные науке ферменты были совершенно неэффективны,- рассказывает ведущий автор работы Дэвид Кван. – Их применение не имело смысла в масштабах, пригодных для клинического использования. Мы же разработали метод увеличения эффективности ферментов».

Учёные провели селекцию мутировавших в течение нескольких поколений ферментов, отбирая самые эффективные. В результате искусственного отбора были получены ферменты, превосходившие по эффективности первоначальные в 170 раз. В результате работы учёных мечта о смене группы крови стала ближе к реальности.

http://geektimes.ru/post/249862/

Дата добавления: 2015-08-13