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.

Схема, иллюстрирующая различие антигенов на эритроцитах для разных групп крови. Многоугольники обозначают остатки сахаров в составе углеводных цепочек. Wikimedia Commons

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 предлагали решать путем выращивания красных кровяных клеток in vitro из бессмертных клеток-предшественников.

Автор: Дарья Спасская