В течение многих лет ученые трудились в лабораториях, пытаясь улучшить качество крови. Или, может быть, точнее, лучше для большего количества людей. Это одна из вещей, над которой Исследовательская группа Уизерс из Университета Британской Колумбии работает практически каждый день.
Возможно, вы знаете основы: у людей разные группы крови. Если вам нужно переливание - скажем, вы получили травму в результате несчастного случая или находитесь в операционной в ожидании какой-то процедуры - вам нужна кровь правильного типа. Вам нужна либо ваша группа крови, либо отрицательный тип O, который считается универсальным и приемлемым для всех.
Но Type O пользуется большим спросом и в дефиците. Поэтому ученые возятся со способами преобразования крови группы А в группу О. Это решит множество проблем со спросом и предложением.
Они подкрадываются все ближе с каждым днем.
Путь к прорыву
Более четырех лет лаборатория Withers Lab в ванкуверском кампусе Университета Британской Колумбии (UBC) занимается изучением проблемы. Исследователи экспериментировали с различными подходами к удалению определенных молекул сахара с поверхности эритроцитов типа А, эффективно превращая клетки в клетки типа О, которые не содержат этих молекул сахара.
Эти молекулы - технически антигены - делают переливание различных типов крови проблематичным. Кровь группы B, например, содержит антитела, которые будут атаковать эти сахара в клетках крови группы A, если кровь смешается. И наоборот. Без антигенов кровь группы О не подвергается атаке антител, поэтому группа О пользуется таким большим спросом.
Ответом на избавление крови группы А от ее антигенов, впервые предложенным и продемонстрированным в 1980-х годах, было использование фермента, который, по сути, поглощал бы сахара. Уизерс и его команда, опираясь на это, искали лучший фермент.
«Мы сделали его лучше», - говорит Уизерс о процедуре. "Просто недостаточно лучше."
Вместо этого они перегруппировались, подвели итоги и начали искать в другом месте другой фермент, который мог бы помочь. Они обратились внутрь, так сказать. В конечном итоге они обратились к человеческому кишечнику.
«Вы знали, что в кишечнике, скорее всего, есть ферменты», - говорит Уизерс. «Будут ли они лучше тех, о которых мы знали, было совершенно неизвестно».
Уизерс решил пойти на риск, сначала обратившись для этого к другому важному разделу современной науки; клянчат деньги на исследования. «Я подумал, что в целом это была хорошая идея. К счастью, рецензент заявки на грант тоже так думал, поэтому они могли утвердить финансирование», - говорит он. «Им очень понравилась эта идея. И она сработала».
Большая находка
" То, что вы делаете, это то, что вы, по сути, выбираете среду, которая может содержать ферменты для выполнения той работы, которую вы хотите. И затем вы пытаетесь изолировать свои гены и, в конечном счете, ваши ферменты, от этой среды. ", - объясняет Уизерс. «Один из ключевых шагов, на мой взгляд, заключается в том, чтобы в первую очередь выбрать окружающую среду. Это будет куча почвы? Немного океанской воды? Что это будет?»
Уизерс и его группа рассматривали места, где кровь и бактерии могут соприкасаться. Скажем, в комарах. Или летучие мыши-вампиры. Пиявки.
«Но сложность в том, что только приматы, то есть человекообразные обезьяны и мы сами, имеют систему крови АВО. Таким образом, комары и другие существа должны питаться человеческой кровью», - говорит Уизерс. "И никто из моих аспирантов, похоже, не хотел работать добровольцем."
Исследователи остановились на человеческом кишечнике - стенках желудочно-кишечного тракта - где было обнаружено, что бактерии питаются подобными сахарами. Теория заключалась в том, что они могли взять человеческую ДНК из образца стула и выделить гены, кодирующие бактерии, которые будут поедать сахар в кишечнике. Затем они могли увидеть, будут ли эти бактерии воздействовать на сахара в клетках крови типа А.
Найти кишечный материал для эксперимента не составит труда. «Это было довольно легко получить», - говорит Уизерс. "Все, что нам нужно, это какашки."
После скрининга, каталогизации и секвенирования ДНК исследователи, наконец, нашли комбинацию ферментов, которые эффективно удаляли сахар из крови группы А. Об их результатах было объявлено в июне 2019 года в журнале Nature Microbiology.
«Это действительно продвинет вперед возможность для банков крови управлять поставками крови, - сказал в пресс-релизе постдокторант Питер Рахфельд, ведущий автор статьи, - как только мы сможем быть уверены, что это безопасно.."
Следующие шаги
Испытания, чтобы установить, что ферменты не очищают кровь от чего-либо еще, и что ферменты получают все антигены с поверхности клеток крови типа А, продолжаются. Уизерс готовит новые заявки на гранты, а также ищет дополнительное финансирование.
«Определенно, исследование все еще продолжается. У нас есть своего рода две части, которые продолжаются. Одна часть занимается всеми этими вопросами безопасности», - говорит Уизерс. «Другая часть пытается смотреть дальше, чтобы увидеть, есть ли еще лучшие ферменты, а также искать лучшие ферменты для преобразования крови группы B. Мы сосредоточились на A, потому что это было самым сложным раньше, и отчасти потому, что приемлемые ферменты для B."
The Withers Group также совершенствует новые методы скрининга ДНК в меньшем объеме. Все это, может быть, вскоре поможет оставить нехватку крови в прошлом.
Интересно
По данным Американского Красного Креста, каждые две секунды в США требуется переливание крови. Ежегодно безопасное переливание спасает 4,5 миллиона жизней. Срок годности пинты крови составляет около 42 дней.