Enzymer opdaget til at skabe universelt donorblod

Forskere fra DTU og Lunds Universitet har opdaget enzymer, der, når de blandes med røde blodlegemer, er i stand til at fjerne specifikke sukkerarter, der udgør A- og B-antigenerne i det menneskelige ABO-blodgruppesystem. Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Microbiology.

"For første gang fjerner de nye enzymcocktails ikke blot de velkendte A- og B-antigener, men også udvidede varianter, der ikke tidligere blev anerkendt som problematiske for transfusionssikkerheden. Vi er tæt på at producere universelt blod fra type B-donorer, selvom der stadig skal arbejdes på at konvertere den mere komplekse type A," siger professor Maher Abou Hashem, leder af studiet på DTU og en af de førende forskere bag opdagelsen.

Han bemærker, at denne opdagelse er resultatet af en kombination af ekspertise mellem DTU-forskere inden for enzymer fra den menneskelige tarmflora og forskere fra Lunds Universitet inden for blodets kulhydratgrupper og transfusionsmedicin.

Stor efterspørgsel efter donorblod

Menneskelige røde blodlegemer bærer specifikke komplekse sukkerstrukturer (antigener), der definerer de fire ABO-blodgrupper: A, B, AB og O. Disse antigener kontrollerer kompatibiliteten mellem donorer og modtagere for at sikre blodtransfusioner og organtransplantationer. Donorblod testes for sygdomsmarkører og større blodgrupper og kan derefter opbevares i køleskab i op til 42 dage.

Behovet for donorblod er stort på grund af den stigende andel af ældre og det stigende antal patienter, der gennemgår medicinske procedurer, der kræver betydelige mængder blod. En vellykket konvertering af blodtype A eller B til universelt ABO-donorblod kan reducere de logistiske og økonomiske omkostninger forbundet med opbevaring af fire forskellige blodtyper betydeligt.

Derudover vil udviklingen af universelt donorblod øge udbuddet af donorblod ved at reducere mængden af blod, der nærmer sig udløbsdatoen.

Behovet for at fjerne A- og B-antigener for at skabe universelt donorblod forklares med, at de kan forårsage livstruende immunreaktioner, når de transfunderes til uegnede modtagere.

Konceptet med at bruge enzymer til at skabe universelt donorblod blev foreslået for mere end 40 år siden. Siden da er der blevet opdaget enzymer, der er mere effektive til at fjerne A- og B-antigener, men forskere kan stadig ikke forklare eller eliminere alle immunreaktioner forbundet med blod, og derfor anvendes disse enzymer endnu ikke i klinisk praksis.

Enzymer fra tarmene

Forskerhold fra DTU og Lunds Universitet har taget en ny vej til at finde enzymer, der kan fjerne både A- og B-blodantigener og de sukkerarter, der blokerer dem. Forskerholdene har opdaget nye enzymblandinger fra tarmbakterien Akkermansia muciniphila, som lever af at nedbryde det slim, der dækker tarmens overflade.

Disse enzymer viste sig at være yderst effektive, fordi de komplekse sukkerarter på overfladen af tarmslimhinden kemisk set ligner dem, der findes på overfladen af blodlegemer.

"Det særegne ved slimhinden er, at bakterier, der kan leve på dette materiale, ofte har specielt udvalgte enzymer til at nedbryde slimhindens sukkerstrukturer, herunder ABO-blodgruppeantigenerne. Denne hypotese viste sig at være korrekt," siger Hashem.

Forskerne i dette studie testede 24 enzymer, som de brugte til at behandle hundredvis af blodprøver.

ABO-blodgruppeantigener, der findes på overfladen af røde blodlegemer, findes også på tarmens slimhinde. Forskerne brugte en specialiseret tarmbakterie og dens evne til at bruge disse antigener som næringsstoffer til at udvikle to enzymblandinger, der omdanner røde blodlegemer af type A og B til universelt donorblod. Grafik: Matthias Jensen, postdoc ved DTU. Kilde: Matthias Jensen, postdoc ved DTU.

"Universal Blood vil skabe en mere effektiv udnyttelse af donorblod og vil også hjælpe med at undgå fejl ved transfusion af blod med inkompatible ABO-grupper, som ellers kan føre til potentielt fatale konsekvenser for modtageren."

"Når vi kan skabe universelt ABO-donorblod, vil vi forenkle logistikken omkring transport og brug af sikre blodprodukter, samtidig med at vi minimerer blodtab," siger professor Martin L. Olsson, leder af studiet ved Lunds Universitet.

Forskerne fra DTU og Lunds Universitet har ansøgt om patent på de nye enzymer og deres forarbejdningsmetode og forventer yderligere fremskridt i denne retning i deres nye fælles projekt i løbet af de næste tre et halvt år. Hvis konceptet lykkes, skal det testes i kontrollerede kliniske forsøg, før det kan overvejes til kommerciel produktion og klinisk brug.