Можно ли изменить группу крови у органа для трансплантации?
Как известно, эритроциты группы крови А (II) содержат углеводный фрагмент с N-ацетилгалактозамином (GalNAc) на конце. У людей с другими группами крови развивается иммунная реакция на эту группу, поэтому кровь доноров группы А (II) не может использоваться как универсальная. На поверхности эритроцитов группы О (I) отсутствует GalNAc и галактоза, как у группы В (III), поэтому этот вид крови можно использовать для пациента с любой группой. Ферменты, выявленные ранее, способны преобразовать кровь группы А (II) в группу О (I), но для этого требуются их большие количества.
▶ Читайте также: Кровавый путь. История переливания крови
Первое исследование — это работа команды ученых из Университета Британской Колумбии во главе со Стивеном Г. Уизерсом, опубликованная в журнале Nature Microbiology. Исследователи обнаружили, что некоторые ферменты, выделенные из кишечного микробиома человека, могут преобразовывать эритроциты группы крови А (II) в эритроциты группы О (I). Такие ферменты могут позволить создать универсальную кровь, которую можно будет переливать любому пациенту, даже если его группа крови неизвестна.
Ученые провели метагеномный анализ бактерий в фекалиях человека и перенесли ДНК некультивируемых бактерий в Escherichia coli и провели скрининг на наличие микроорганизмов, способных преобразовать поверхность клетки, характерную для группы крови А, в группу О.
Наиболее продуктивная кишечная палочка продуцировала несколько ферментов микробиома. По отдельности эти ферменты не меняли группу крови. Экспериментируя с различными комбинациями этих ферментов, исследователи нашли пару, которая осуществляла катализ желаемой реакции с высокой эффективностью. Деацетилаза GalNAc превращает ацетамидную группу молекулы углевода в аминовую, образуя промежуточный продукт — галактозамин. Второй фермент — галактозаминидиза — удаляет галактозамин, в результате чего формируется структура антигена группы О (I) (рис. 1). Оба фермента получены из ДНК кишечной бактерии Flavonifractor plautii.
Рисунок 1 | Пара ферментов, выделенных из кишечного микробиома человека, способны трансформировать антигены с поверхности эритроцитов группы А (II) в О (I)
Как пояснила Дана Девайн, независимый эксперт и главный научный сотрудник Canadian Blood Services, ферменты эффективны и работают в цельной крови без дополнительных стадий выделения при физиологических значениях pH. Девайн отметила, что необходимо несколько провести испытаний на пациентах, которые покажут, что эритроциты группы О (I), приготовленные с помощью такого «коктейля» ферментов, правильно функционируют после проведенных гемотрансфузий и не вызывают никаких непредвиденных реакций у реципиентов. Однако пока это только будущее проекта. Уизерс заявлял о том, что его команда ведет переговоры с Canadian Blood Services и другими организациями о проведении испытаний по безопасности.
Второе исследование, опубликованное в British Journal of Surgery, отвечает на актуальный вопрос в мировой трансплантологии: возможно ли изменить группу крови у органа для трансплантации? Ученым из Кембриджского университета удалось успешно изменить группу крови почек, полученных от трех умерших доноров, используя «молекулярные ножницы». Это прорывное открытие, которое может дать шанс не только пациентам с тяжелым поражением почек, но и из тех этнических групп, которые сталкиваются с затруднениями при поиске подходящих органов для трансплантации.
Проект, финансируемый благотворительной организацией Kidney Research UK, может увеличить число донорских почек, пригодных для трансплантации. Это особенно важно для пациентов из этнических групп, которым с трудом можно подобрать подходящий трансплантат среди большинства донорских почек.
Профессор Майк Николсон и аспирант Серена Макмиллан применили устройство для нормотермической перфузии, которое соединяется с человеческой почкой, пропуская через нее обогащенную кислородом кровь для более надежного сохранения органа для будущей пересадки. Ученые воспользовались устройством, чтобы пропустить кровь, куда предварительно был введен фермент альфа-галактозидаза, через почку умершего человека.
Альфа-галактозидаза выполнила роль молекулярных ножниц и удалила молекулы-маркеры группы крови, выстилающие кровеносные сосуды почек, в результате чего орган стал обладать самой распространенной группой О (I).
Почку от человека с группой крови А (II) нельзя пересадить человеку с группой крови В (III) и наоборот. Однако изменение группы крови на универсальную O (I) позволит проводить больше трансплантаций, поскольку органы доноров с такой группой крови можно использовать для реципиентов с любой группой.
По словам Макмиллан, уверенность ученых в успехе исследования возросла, когда они добавили фермент к фрагменту ткани почки человека и уже вскоре заметили, что антигены отсутствовали. Макмиллан отметила, что после этого стало понятно, что данный процесс осуществим, и необходимо расширение масштабов проекта, чтобы применить фермент к настоящим почкам человека. Взяв почки человека с группой крови B (III) и используя упомянутое устройство для нормотермической перфузии для того, чтобы прокачать кровь с ферментом по органу, авторы увидели, что всего за несколько часов почка группы крови B (III) «превратилась» в почку группы O (I).
Открытие окажется особенно важным для людей из тех этнических групп, которые часто ждут трансплантацию на год дольше, чем пациенты европеоидной расы. Люди из этнических меньшинств часто имеют кровь группы B (III), а с учетом текущих низких показателей донорства от этих групп населения, донорских почек просто не хватает. В 2020–2021 году чуть более 9 % органов для пересадок от общего числа доноров органов поступило от лиц негроидной расы и доноров из числа этнических меньшинств. При этом пациенты из числа этнических меньшинств составляют около 33 % в списках ожидания на трансплантацию почки.
Команде из Кембриджского университета теперь необходимо проверить, как такая измененная почка группы O (I) будет реагировать на группу крови пациента при нормальном кровоснабжении. Перфузионное устройство позволяет проверить это перед непосредственным испытанием на людях: ученые могут взять почки с измененной группой крови, вводить кровь разных групп и следить за реакцией почки, то есть таким образом имитировать процесс трансплантации в тело.
По словам Николсона, профессора трансплантологии, совместимость групп крови — это одно из самых главных ограничений при пересадке донорской почки. Причина этого в том, что на поверхности клеток присутствуют антигены и маркеры А (II) или В (III), которые обозначают принадлежность к той или иной группе крови. Это абсолютно естественный процесс: организм вырабатывает антитела против тех антигенов, с которыми он не знаком. Классификация групп крови также осуществляется и по этнической принадлежности, а группы этнических меньшинств с большей вероятностью имеют более редкую группу B (III). После успешного изменения группы крови на универсальную O (I) необходимо проверить, окажется ли данная методика успешной в клинических условиях, и выдержит ли проверку трансплантацией.
Доктор Эйслинг МакМахон, исполнительный директор по исследованиям Kidney Research UK, отметил, что исследование Николсон и Макмиллан может оказаться переворотом в медицине. Прогресс, достигнутый командой исследователей за такой короткий промежуток времени, невероятно впечатляет, и научное сообщество приветствует следующие шаги на данном направлении.
МакМахон отметил, что Kidney Research UK стремится финансировать исследования, которые изменяют подход к лечению и пытаются справиться с проблемами неравенства в оказании медицинской помощи. Известно, что представители этнических меньшинств могут ожидать трансплантации намного дольше, поскольку вероятность совпадения по группе крови с имеющимися донорскими органами для них ниже. Данное исследование дарит надежду для тысяч человек из этнических меньшинств, которые ждут трансплантации почки.
После проведения испытаний с повторным введением других групп крови команда из Кембриджского университета рассмотрит, как данная методика может быть использована в клинических условиях. Добившись большого прогресса за такой короткий промежуток времени, исследователи с надеждой смотрят в будущее.