Enzymen ontdekt om universeel donorbloed te creëren

Onderzoekers van DTU en Lund University hebben enzymen ontdekt die, wanneer ze worden gemengd met rode bloedcellen, de specifieke suikers kunnen verwijderen waaruit de A- en B-antigenen bestaan in het menselijke ABO-bloedgroepsysteem. De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Microbiology.

"Voor het eerst verwijderen nieuwe enzymcocktails niet alleen de bekende A- en B-antigenen, maar ook geavanceerde varianten waarvan voorheen niet werd erkend dat ze problematisch zijn voor de veiligheid van transfusies. We zijn dicht bij de productie van universeel bloed van type B-donoren, hoewel er moet nog werk worden gedaan aan de transformatie van de meer complexe groep A”, zegt professor Maher Abou Hashem, leider van het onderzoek bij DTU en een van de leidende wetenschappers achter deze ontdekking.

Hij merkt op dat deze ontdekking het resultaat was van het combineren van de expertise van DTU-onderzoekers op het gebied van enzymen uit de menselijke darmmicrobiota en onderzoekers van de Universiteit van Lund op het gebied van koolhydraatbloedgroepen en transfusiegeneeskunde.

Grote vraag naar donorbloed

Menselijke rode bloedcellen dragen specifieke complexe suikerstructuren (antigenen) die de vier ABO-bloedgroepen bepalen: A, B, AB en O. Deze antigenen regelen de compatibiliteit tussen donoren en ontvangers voor veilige bloedtransfusies en orgaantransplantaties. Gedoneerd bloed wordt getest op ziektemarkers en belangrijke bloedgroepen en kan vervolgens maximaal 42 dagen in de koelkast worden bewaard.

De behoefte aan gedoneerd bloed is groot doordat een steeds groter deel van de oudere bevolking en steeds meer patiënten medische procedures ondergaan waarvoor aanzienlijke hoeveelheden bloed nodig zijn. Het succesvol omzetten van bloedgroepen A of B in universeel ABO-donorbloed kan de logistieke en financiële kosten die gepaard gaan met het opslaan van vier verschillende bloedgroepen aanzienlijk verminderen.

Bovendien zal de ontwikkeling van universele bloeddonatie de aanvoer van donorbloed vergroten door de hoeveelheid bloed die de houdbaarheidsdatum nadert te verminderen.

De noodzaak om A- en B-antigenen te verwijderen om universele bloeddonatie mogelijk te maken, is omdat ze levensbedreigende immuunreacties kunnen veroorzaken wanneer ze worden getransplanteerd aan ongepaste ontvangers.

Het concept van het gebruik van enzymen om universeel donorbloed te creëren werd meer dan 40 jaar geleden voorgesteld. Sindsdien zijn er enzymen ontdekt met een hogere efficiëntie bij het verwijderen van A- en B-antigenen, maar onderzoekers kunnen nog steeds niet alle immuunreacties die verband houden met bloed verklaren of elimineren, en daarom worden deze enzymen nog steeds niet gebruikt in de klinische praktijk. p>

Enzymen uit de darmen

Onderzoeksteams van DTU en Lund University hebben een nieuwe route gevolgd om enzymen te vinden die zowel bloedantigenen A en B kunnen verwijderen als de suikers die deze blokkeren. Onderzoeksteams hebben nieuwe enzymmengsels ontdekt van de darmbacterie Akkermansia muciniphila, die zich voedt door het slijm af te breken dat het oppervlak van de darmen bedekt.

Deze enzymen bleken uiterst effectief omdat de complexe suikers op het oppervlak van het darmslijmvlies chemisch vergelijkbaar zijn met die op het oppervlak van bloedcellen.

“Het bijzondere aan het slijmvlies is dat de bacteriën die op dit materiaal kunnen leven vaak over speciaal geselecteerde enzymen beschikken om de suikerstructuren van het slijmvlies af te breken, waaronder ABO-bloedgroepantigenen. Deze hypothese bleek te kloppen”, zegt Hashem. p>

De onderzoekers in dit onderzoek testten 24 enzymen, die ze gebruikten om honderden bloedmonsters te verwerken.

ABO-bloedgroepantigenen, aangetroffen op het oppervlak van rode bloedcellen, zijn ook aanwezig op het darmslijmvlies. De onderzoekers gebruikten een gespecialiseerde darmbacterie en zijn vermogen om deze antigenen als voedingsstoffen te gebruiken om twee enzymmengsels te ontwikkelen die rode bloedcellen uit groep A en B omzetten in universeel donorbloed. Grafiek: Matthias Jensen, postdoc bij DTU. Bron: Matthias Jensen, postdoc bij DTU.

"Universeel bloed zal zorgen voor een efficiënter gebruik van donorbloed en zal ook transfusiefouten met incompatibele ABO-groepen helpen voorkomen, die anders tot mogelijk fatale gevolgen voor de ontvanger zouden kunnen leiden.

“Als we een universeel ABO-bloeddonatiesysteem kunnen creëren, zullen we de logistiek van het transporteren en gebruiken van veilige bloedproducten vereenvoudigen en tegelijkertijd het bloedverlies minimaliseren”, zegt professor Martin L. Olsson, leider van het onderzoek aan de Universiteit van Lund.

p>

Onderzoekers van DTU en Lund University hebben patent aangevraagd op de nieuwe enzymen en hun verwerkingsmethode, en verwachten in hun nieuwe gezamenlijke project de komende drieënhalf jaar verdere vooruitgang in deze richting. Als het succesvol is, moet het concept worden getest in gecontroleerde klinische onderzoeken voordat het in aanmerking kan komen voor commerciële productie en klinisch gebruik.