Универсальная группа крови

Большое количество запасенной в гемобанках крови не может использоваться вследствие присущего живому миру биоразнообразия. Фото с сайта www.defense.gov

Еще в школе дети узнают о существовании четырех групп крови, наличие той или иной затем указывается с помощью специальных нашивок или в документах. «Исходной», по всей видимости, была группа людей, эритроциты (красные кровяные клетки) которых не имеют на своей поверхности сахароазотных антигенов (ацетилгалактозаминов), нулевая группа крови. Первая группа имеет А-антиген, вторая – В, а третья – оба вместе. На присутствие антигенов организм, их не имеющий, вырабатывает белковые антитела, связывание которых приводит к свертыванию крови, благодаря чему группа и определяется.

Большие количества запасенной в гемобанках крови не может использоваться вследствие присущего живому миру биоразнообразия. Уже давно ведутся работы по поиску ферментов, которые бы «состригали» с поверхности эритроцитов все антигены, превращая тем самым кровь в «универсальную» нулевую, то есть пригодную для переливания всем людям без учета их антигенного состава.

Одним из источников таких ферментов стал стрептококк, который способен вызывать пневмонию (S. pneumoniae). К сожалению, его фермент не обладает нужной активностью. Поэтому большой интерес трансфузиологов (специалистов по переливанию крови) вызвало сообщение, пришедшее из университета канадской провинции Британская Колумбия в городе Виктория.

Канадские ученые вообще-то занимаются экологической метагеномикой, то есть исследуют геномы различных организмов применительно к решению задач экологических сред. С этой целью выделяется ДНК всех организмов данной экологической ниши, после чего проводится своеобразный кастинг, или вылавливание интересных последовательностей. Нечто похожее на забрасывание молекулярного «невода».

Это позволяет получать генетические образцы миллионов микроорганизмов без выращивания их в лабораторных культурах – весьма дорогостоящая процедура. А далее на помощь приходит кишечная палочка E.coli, «рабочая лошадка» биоинжиниринга. С ее помощью происходит отбор генов, кодирующих не просто белки, а ферменты-энзимы и конкретно те, что расщепляют сахара на поверхности клеток.

Сначала в Виктории анализировали геномы москитов и пиявок, которые впрыскивают протеины, препятствующие свертыванию. Но более многообещающими оказались микроорганизмы, обитающие в кишечнике человека, которые контактируют с гликозилированными муцинами слизистой оболочки. Они выделяются одноклеточными железками эпителия, выстилающего монослоем кишечник. Успешное взаимодействие в паре эпителий–микроб способствует, с одной стороны, эффективному перевариванию пищи, а с другой – питанию энтеробактерий и кокков. Но для этого микробы вынуждены расщеплять сахара, некоторые из которых похожи на антигены групп крови А и В.

Так ученые натолкнулись на фермент, как минимум в 30 раз более эффективный, чем все до того известные науке. Активность энзима может быть повышена путем направленных изменений, по ходу которых заменяются аминокислоты в нужных местах. Каталитические энзимы, или CAZYmes (Cell Adhesive enZyme), отщепляющие ненужные для трансфузологов гликозиды с поверхности эритроцитов, получены при культивировании фрагментов ДНК в кишечной палочке. Так и был получен интересующий нас казим.

Фермент имеет новую и весьма интересную с практической точки зрения активность, позволяющую ему расщеплять ацетилгалактозамины на поверхности эритроцитов с получением «универсальной» нулевой группы крови. Доклад ученых на встрече Американского химического общества (ACS) назывался «Открытие казимов для удаления поверхностных гликанов путем метагеномики с целью получения универсальной крови».