Krew uniwersalna = bezpieczne transfuzje

Doc. Martin L Olsson, ordynator Centrali Krwi Skania w Lund wyjaśnia, w jaki sposób urzeczywistnia się marzenie o krwi uniwersalnej. "Porównuję ten proces do prania w pralce, gdyż jego celem jest pozbycie się zewnętrznych cząsteczek węglowodanów" - mówi, rysując jednocześnie cztery kółka symbolizujące węglowodany, które tworzą zewnętrzne części błony komórkowej erytrocytów. Jeśli jego idea stanie się rzeczywistością, w przyszłości nie trzeba będzie dobierać odpowiedniej grupy krwi do transfuzji u pacjentów.
Martin L Olsson przyrównuje zewnętrzne molekuły czerwonych krwinek do drzewa, którego gałęzie tworzą różne łańcuchy węglowodanów. Elementem odróżniającym poszczególne grupy krwi są zewnętrzne gałęzie z "pąkami": końcowymi cząsteczkami cukrów. W przypadku grupy krwi B jest to galaktoza, w grupie A natomiast N-acetylogalaktozamina. Grupa 0 w ogóle nie posiada końcowych cząsteczek cukrów.
Historia krwi uniwersalnej rozpoczęła się ponad 20 lat temu. Wówczas grupa nowojorskich naukowców pod kierunkiem Jacka Goldsteina odkryła, że palone zielone ziarno kawy zawiera enzym alfa-galaktozydazę, który można wykorzystać do "wyprania" krwi, czyli do usunięcia z erytrocytów wyznaczników grupy. Enzym ten odcina zewnętrzną część gałęzi drzewa grupy B, zamieniając ją tym samym w grupę 0. W momencie dokonania tego odkrycia, oczekiwania, że całą krew przeznaczoną do transfuzji będzie można zamienić w uniwersalną krew grupy 0, były ogromne. Wkrótce jednak pojawił się problem. Okazało się, że enzym jest najbardziej efektywny przy niskim pH (3), podczas gdy czerwone krwinki potrzebują środowiska neutralnego (pH 7). Ponadto, aby proces ten przebiegał efektywnie, potrzebne są duże ilości enzymu, a to z kolei wiąże się z wysokimi kosztami. Gdy naukowcom nie udało się znaleźć analogicznego enzymu, który przekształcałby krew grupy A w grupę 0, cały projekt badawczy został zawieszony.

Nowe grupy enzymów

Marzenie jednak pozostało. Martin L Olsson wraz z amerykańskimi i duńskimi naukowcami, firmą biotechnologiczną Zyme Quest oraz szwedzkimi kolegami z uniwersytetu w Lund kontynuował prace nad beznadziejnym - zdawałoby się - projektem. W poszukiwaniu enzymów działających podobnie jak enzymy kawy, naukowcy przyjrzeli się około 2500 gatunkom bakterii i innych mikroorganizmów. Zaowocowało to odkryciem dwóch całkowicie nowych grup enzymów, które są w stanie przekształcić krew grup A lub B w krew grupy 0.
"Naszą strategią było obserwowanie działania enzymów równolegle w obu grupach krwi w jednym skryningu. Mieliśmy nadzieję, że znajdziemy taki enzym, który okaże się skuteczny w przypadku obydwu grup, ale najprawdopodobniej nie występuje on w przyrodzie. A jeśli nawet występuje, to jego działanie byłoby zapewne nieprecyzyjne i odcinałby on także inne gałęzie z ?drzewa cukrowego" - mówi Martin L Olsson. Na obecnym etapie badań Martin L Olsson nie może podać nazw konkretnych szczepów bakterii produkujących właściwy enzym. Wyjawia natomiast, że te geny są dość rzadko spotykane i wydaje się, że występują jedynie w nielicznych szczepach bakterii. "Dla grupy B znaleźliśmy nową rodzinę alfa-galaktozydaz, dla których optymalna wartość pH wynosi 7, a optymalną temperaturą jest temperatura pokojowa, a nie, jak w przypadku większości innych enzymów, 37 stopni. Można zatem pokusić się o stwierdzenie, że jest to wymarzony enzym z perspektywy technologii i wymagań procesu".
Bardziej doniosłym odkryciem jest jednak znalezienie przez naukowców enzymu o analogicznym działaniu na grupę A. Chodzi o N-acetylogalaktozydazę, funkcjonującą podobnie jak enzym przekształcający krew grupy B w grupę 0. Oba enzymy są tak efektywne, że stopień ich koncentracji można było zmniejszyć od 100- do 1000-krotnie w porównaniu z próbami z ziarnem kawy. Analogicznie zmniejszyły się również koszty.

Dwie godziny prania

"Na początku robimy delikatne "pranie wstępne", którego celem jest zastąpienie osocza i tego, co znajduje się wokół krwinek, bardziej przyjaznym dla enzymów roztworem buforowym. Następnie do roztworu buforowego z krwinkami dodajemy "środek piorący", czyli enzym. Inkubacja próbek z enzymem trwa godzinę, po czym zarówno enzym, jak i roztwór buforowy odwirowujemy w analogiczny sposób jak dziś pojemniki z krwią" - wyjaśnia Martin L Olsson.
Cały proces trwa około dwóch godzin, a gotowy produkt nosi roboczą nazwę Ec0 (Enzym Converted Group 0) i jest krwią uniwersalną AB0. Przy jego wykorzystaniu wciąż trzeba będzie brać pod uwagę system Rh (Rh+/Rh-).
Wcześniejsze badania wykazały, że krew grupy B przekształcona w 0 może być bez problemu użyta do transfuzji i nie powoduje żadnych działań ubocznych. Podobne badania nad grupą krwi A są obecnie w fazie przygotowań.
Martin L Olsson uważa, że przekształcona krew będzie mogła być używana w warunkach klinicznych najwcześniej za trzy do pięciu lat.

Korzyści z konwersji krwi

Według Martina L Olssona, z przekształcania krwi najbardziej skorzystaliby sami pacjenci, gdyż głównym celem jest zminimalizowanie ryzyka i wyeliminowanie komplikacji związanych z transfuzjami. Najczęstszą przyczyną powikłań lub śmierci w wyniku transfuzji jest podanie niewłaściwej grupy krwi.
Lennart Rydberg, ordynator i dyrektor wykonawczy Szpitala Uniwersyteckiego Sahlgrenska w Göteborgu za najistotniejszy uważa fakt, że zwiększy się bezpieczeństwo przeprowadzania transfuzji, jakkolwiek nadal trzeba będzie zwracać uwagę na grupę krwi w przypadku niektórych pacjentów.
Warunkiem jest jednak to, że badania, które będą prowadzone na grupie krwi A, przyniosą równie dobre rezultaty, co badania przeprowadzone na grupie B. "Grupa krwi A okazuje się nieco bardziej skomplikowana niż grupa B" - mówi Lennart Rydberg.