Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Био/​мол/​текст
  • Vitacoin

Нулевая группа крови из второй

A = 0

Максим Руссо, Полит.ру

Чтобы справиться с нехваткой донорской крови, ученые предлагают разные методы. Одно из перспективных направлений их работы состоит в том, чтобы превратить кровь самой распространенной группы – второй (А) – в кровь первой группы (0), которую можно переливать пациентам и с другими группами крови.

Пытаясь спасти жизнь больного, врачи с давних времен порой прибегали к переливанию крови. Иногда это давало прекрасный результат, например, 20 (8) апреля 1832 года «гражданский генерал-штаб-доктор» Андрей Мартынович Вольф в Петербурге перелил роженице, страдавшей от потери крови, кровь ее мужа и спас больную. Но в других куда более частых случаях пациент погибал после переливания.

Причина этого была выяснена лишь в 1900 году, когда Карл Ландштейнер открыл группы крови человека. Сначала их было известно три, но очень быстро была обнаружена и четвертая. Сейчас они известны как система AB0. В конце 1930-х работавший тогда в США Ландштейнер вместе со своим сотрудником Александром Винером открыл независимую систему групп крови, известную теперь как резус-фактор. Сейчас известно более тридцати систем групп крови, но наиболее важными на практике являются AB0 и резус-фактор.

Каждая из них крови представляет собой группу молекул (углеводов или белков), представленных в клеточной оболочке эритроцитов человека. Например, система AB0 определяется наличием в оболочке эритроцитов двух молекул, относящихся к классу олигосахаридов. На эритроцитах людей со второй группой крови есть молекулы агглютиногена-А, у людей с третьей группой крови – агглютиногена-В, с четвертой – и агглютиногена-А, и агглютиногена-В. Наконец, у людей с первой группой крови на мембране эритроцитов не представлен ни один из двух агглютиногенов, поэтому она обозначается нулем. Говорят, что изначально Ландштейнер обозначил эту группу не нулем, а буквой O от немецкого слова ohne «без», но сейчас все привыкли нулю.

Иммунная система каждого человека продуцирует антитела к тем мембранным молекулам, которых в его организме нет. Соответственно, у человека с группой крови А в плазме крови будут антитела к агглютиногену-В, у человека с группой крови В – к агглютиногену-А, с группой 0 – к обоим агглютиногенам, а с группой АВ – ни к одному из двух. Натолкнувшись в организме на чужеродные вещества, на которые они нацелены, антитела склеиваются с ними (так называемая реакция агглютинации), и эритроциты выпадают в осадок. Именно с реакцией агглютинации связана гибель людей, получивших при переливания кровь неподходящей группы.

Для полноты картины, уточним, что группы крови А и В могут определяться олигосахаридами, молекулы которых немного различаются. Их обозначают цифровыми индексами: А1, А2, А3… Но на совместимость групп крови эти различия не влияют.

Раз у людей с группой крови АВ нет антител ни к одному из агглютиногенов, им можно переливать кровь любой группы (при условии, что совпадает резус-фактор и, при необходимости, другие параметры). Обратное при этом неверно: если мы перельем кровь группы АВ обладателю крови группы А, или В, или 0, то его антитела среагируют и начнется реакция агглютинации.

Зато кровь группы 0 можно (опять-таки при учете резус-фактора) переливать носителям любой другой группы. В эритроцитах этой группы нет ни агглютиногена-А, ни агглютиногена-В, а значит антитела ни на что не среагируют.

ab0.jpg

Реакция агглютинации при смешивании крови разных групп. Если антитела встречаются со своим агглютиногеном, эритроциты слипаются в комочки и выпадают в осадок.

Казалось бы, когда правила взаимодействия групп крови известны, при переливании не должно возникать проблем, нужно лишь правильно определять группу у пациента и использовать нужную донорскую кровь. Но донорской крови всегда не хватает. В России в год в переливании крови нуждаются полтора миллиона человек. В медицинских учреждениях США каждый день используется около 16 500 литров донорской крови. Спрос на донорскую кровь год от года растет. «Универсальная» кровь группы 0 особенно востребована в ситуациях экстренной помощи, когда нет времени на определение группы крови у пациента.

Хотя группа крови 0 самая распространенная в мире (около 40 % населения), она всегда в дефиците. Поэтому давно уже возникла мысль превращать кровь второй по распространенности группы – А – в кровь группы 0, чтобы пополнять ее запасы. Для этого надо научиться удалять с поверхности эритроцитов молекулы олигосахарида.

Нельзя сказать, что это совсем уж фантастика. Медикам известно, что при некоторых бактериальных инфекциях выделяемые бактериями вещества изменяют агглютиноген-А1 так, что он становится похожим на B настолько, что проведенный анализ может дать неверный результат. При этом кровь группы В пациенту переливать все-таки нельзя, так как антитела из его крови никуда не делись. После выздоровления в крови восстанавливается свойственный пациенту агглютиноген-А1. Также изменения мембранных молекул в эритроцитах отмечены при некоторых онкологических заболеваниях.

Раз такое происходит при заболеваниях, нужно добиться такого же эффекта средствами медицины. В 2004 году в специализированном журнале Transfusion Medicine Reviews была опубликована статья, где рассказывалось об экспериментах двух типов. В одном случае фермент галактозидаза воздействовал на эритроциты группы В, отщепляя часть молекулярной цепочки олисахарида и превращая их в эритроциты группы 0. Во втором молекула полиэтиленгликоля не меняла поверхностные молекулы эритроцитов, но, присоединяясь к ним, закрывала их от антител. Однако опыты на животных показали, что у таких эритроцитов с «замаскрированными агглютиногенами» срок жизни оказывает короче, чем у обычных. К тому же довольно часто они вызывали иммунную реакцию организма.

В 2007 году международная группа исследователей под руководством Хенрика Клаузена (Henrik Clausen) из Копенгагенского университета перепробовала более двух с половиной тысяч бактериальных и грибковых ферментов в поисках тех, что будут эффективно воздействовать на мембранные агглютиногены эритроцитов. Ранее сотрудники биотехнологической компании ZymeQuest научились использовать с этой целью фермент, выделенный из кофейных зерен. Он удалял агглютиноген-В, но работал не слишком эффективно.

Клаузену и его коллегами удалось найти два подходящих бактериальных фермента из группы гликозидаз. Фермент, позаимствованный у бактерии Elizabethkingia meningosepticum, расщеплял агглютиноген-А, а фермент бактерии Bacterioides fragilisреагировал с агглютиногеном-В. В результате обработанные эритроциты иммунологически не отличались. Такую кровь авторы работы предложили называть «ферментно преобразованной в кровь группы 0» (enzyme converted to O, ECO), а конкретные случаи обозначать как A-to-O и B-to-O. Стандартные тесты на определение группы крови давали желаемый результат – группа 0. Итоги работы были опубликованы в журнале Nature Biotechnology.

Однако до сих пор имеющиеся в распоряжении ученых бактериальные ферменты работали над превращением крови одной группы в другую недостаточно эффективно, чтобы их можно было рекомендовать для широкого применения. Возможно, новое исследование, недавно появившееся в журнале Nature Microbiology (Rahfeld et al., An enzymatic pathway in the human gut microbiome that converts A to universal O type blood), станет следующим шагом к успеху.

Канадские ученые из Университета Британской Колумбии под руководством Стивена Уитерса (Stephen Withers) искали нужные для превращения групп крови бактерии среди бактериального населения человеческого кишечника. Многие из таких бактерий питаются муцинами – слизистыми веществами, выделяемыми клетками кишечного эпителия. Молекулы муцинов содержат белковую часть, соединенную с олигосахаридом. Поэтому были основания надеяться, что у бактерий найдутся ферменты, отщепляющие олигосахарид и с поверхностных молекул эритроцитов.

Ученые выделяли ДНК бактерий из человеческих фекалий и искали гены, ответственные за расщепление муцинов. Для этого они вставляли фрагменты найденной ДНК в геном обычной кишечной палочки Escherichia coli и смотрели, не начнет ли она продуцировать нужные белки. Они собрали библиотеку из 19 500 бактериальных генов и в итоге нашли бактерию Flavonifractor plautii, два фермента которой при совместном применении могут превратить эритроцит группы А в эритроцит группы 0. По словам ученых, эти ферменты работают в значительно более низкой концентрации, чем ферменты, использовавшиеся для трансформации групп крови в предшествующих исследованиях, что облегчит их дальнейшее применение.

Правда, до этого еще предстоит немало проверить. Например, надо убедиться, что найденные ферменты воздействуют только на агглютиногены и не вносят никаких изменений в другие мембранные молекулы эритроцитов. Также предстоит установить, насколько полно удаляются агглютиногены в образцах крови.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

биомолекулы молекулярная биология Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Узкая специализация среди рибосом

Некоторые рибосомы могут специализироваться на синтезе белков определенной группы, давая клетке дополнительный уровень контроля над метаболизмом.

читать

Золотые медали Российской академии наук

Высшая награда РАН присуждается ежегодно с 1959 г. одному российскому и одному иностранному ученому за выдающиеся работы в области естественных и гуманитарных наук.

читать

Расплетение спирали ДНК сравнили с нефтедобычей

Уточненные данные о структуре хеликазы – фермента, «расплетающего» двойную спираль ДНК – показали, что эта молекулярная машина может работать на манер нефтяной вышки, раскачивая «коромысло» взад и вперед.

читать

Три кита биотехнологий

Старший научный сотрудник Института проблем передачи информации РАН, Александр Панчин – о том, что дают нам биотехнологии сегодня и чего ждать от биотехнологий самого ближайшего будущего.

читать

Меняем любую группу крови на первую

Канадские биохимики с помощью метода направленной эволюции создали фермент, способный более чем в 170 раз эффективнее, чем его природный аналог, «превращать» все группы крови в первую.

читать