Ulepszono enzym transformujący krew

Szpitale utrzymują zapasy uniwersalnej krwi 0 na wypadek nagłej potrzeby wykonania transfuzji krwi u osoby z nieznaną grupą krwi. Pozostałe grupy (A, B i AB) mogą wywołać u pacjenta o nieznanej grupie krwi potencjalnie śmiertelną odpowiedź immunologiczną.

Opracowanie uniwersalnej grupy krwi stało się jednym z celów prac wielu naukowców od czasu odkrycia w 1980 enzymów ziaren kawy, które mogą przekształcać grupę B w grupę 0. Każda spośród czterech grup krwi posiada na powierzchni czerwonych krwinek charakterystyczny łańcuch cukrowy. Łańcuch komórek grupy krwi 0 składa się z czterech cukrów i jest prekursorem antygenów grupy A i B. Z kolei łańcuch komórek grupy A posiada również piąty cukier – N-acetylogalaktozaminę, a w łańcuchu komórek grupy B występuje galaktoza. Na powierzchni komórek krwi AB występują zarówno antygeny A i B z wyżej wymienionymi łańcuchami cukrowymi.

W 2007 roku naukowcy odkryli enzymy bakteryjne, które tną łańcuchy cukrowe większości antygenów A i B i mają zdolność konwertowania ich do łańcuchów typu cukru występującego w komórkach z grupy 0. Niektóre typy opornych antygenów, które mają różne wiązania między cukrami, są odporne na cięcie przez enzym. Stephen G. Withers z University of British Columbia postanowił spróbować zniwelować to ograniczenie poprzez kierowanie ewolucją enzymu. Jego zespół zajął się przede wszystkim rodziną enzymów, która wiąże trzy cukry, w tym dodatkowo fukozę i galaktozę. Poprzez obserwację naturalnej ewolucji tego typu enzymów, naukowcom udało się opracować ich zmutowaną sekwencję genetyczną. Skupiono się na mutacjach genetycznych aktywnych miejsc gdzie enzym może oddziaływać z antygenem A. Po przesianiu łącznie około 10000 enzymów zespól otrzymał jeden ze 170-krotnie ulepszoną zdolnością cięcia łańcuchów cukrowych na opornych komórkach krwi. W ten sposób otrzymali bardziej swoisty i bardziej efektywny enzym umożliwiający tworzenie cięci trzech łańcuchów cukrowych.

Nowym ograniczeniem związanym z łatwym usuwaniem nawet trzech łańcuchów cukrowych z powierzchni krwinek jest ekspozycja markerów węglowodanowych, które powodują szybsze usuwanie tego typu krwinek z krwioobiegu. Uczeni z zespołu Whitersa zdają sobie sprawę z tego ograniczenia i prowadzą dalsze badania nad ulepszeniem enzymu umożliwiającego powstawanie uniwersalnej krwi.

(pj)