Достижения медицинской биохимии позволили разработать технологию получения «универсальной» крови для переливания её пациентам. Если удастся доказать безопасность технологии, такая кровь может начать использоваться в 2010-2011 годах.
Предпосылки
Российские публикации
Оригинальная статья
История исследований
Заключение
Список источников
В самом начале апреля российские телеканалы сообщили о возможном пути решения важнейшей проблемы переливания крови - совместимости групп крови.
Предпосылки
Не стану подробно обсуждать биохимию и физиологию групп крови - с одной стороны, это не сложно найти в Сети (например, на Википедии или в [1]), с другой стороны, излишние подробности даже повредят нашему повествованию. Выделю только то, что существенно важно для понимания обсуждаемого далее:
Систем групп крови у человека очень много: на данный момент известно уже - ни много, ни мало - 43 группы крови.
Для трансфузиологии наибольшее значение имеют группы крови AB0 (I, II, III, IV) и система резус-фактора
Группа крови в системе AB0 определяется наличием на поверхности эритроцита одного из специальных антигенов (агглютиногенов) А или В. У людей с I группой на эритроцитах нет ни одного агглютиногена, со II - только А, с III - только В, с IV - оба антигена (А и В).
В крови всегда присутствуют агглютинины к отсутствующему агглютиногену (например, α, если эритроциты содержат только В, но не А), поэтому попадание в кровоток «чужих» эритроцитов с другим антигеном закончится их слипанием.
Такое слипание (агглютинация) может привести к развитию гемолитической анемии, острому поражению почек, шоку и смерти. (из-за этого до открытия групп крови переливание крови было очень часто неудачным - настолько часто, что был период, когда этот метод считался чрезвычайно вредным и не имеющим реальных перспектив в медицине.
Поскольку эритроциты человека с I группой крови не содержат никаких агглютиногенов, такую кровь можно переливать абсолютно любому человеку.
По химической природе агглютиногены А и В представляют собой олигосахариды, являющиеся частью групп-специфических гликопротеинов. Важно, что отличие между А и В заключается в одном концевом углеводном остатке (ацетилгалактозамин или галактоза), а отсутствие этих концевых углеводов лишает гликопротеины каких-либо агглютиногенных свойств [2].
Из всего этого становится понятной заманчивость идеи превратить эритроциты, несущие какой-либо (или оба) антигена группы крови, в эритроциты без этих антигенов - т.е. в эритроциты «универсальной» I группы крови,- путем «простого» отщепления «антигенных» углеводных остатков.
Именно этого и УДАЛОСЬ ДОБИТЬСЯ. Вот только простота решения проблемы здесь кажущаяся. Главное, что надо было сделать - найти такие способы отщепления «ненужных» остатков, чтобы оно не затрагивало остальные углеводы на поверхности эритроцита (во избежание нарушения его функциональных свойств).
Публикации в Рунете
К сожалению, почти все публикации, посвященные этой новости в СМИ Рунета, весьма популярны. Одну из типичных публикаций, содержащих некоторые научные подробности, можно найти на сервере Страна.Ру. Впрочем, публикация весьма компилятивная (или просто откуда-то перепечатанная), поскольку «знания» автора хорошо иллюстрируются подзаголовком статьи: «Ученым удалось вывести ферменты, которые позволяют решить проблему донорства». Более короткая, но и более толковая заметка была на Мембране. Можно также почитать и новость на сайте Гематологического центра.
Оригинальная публикация
На чём же основаны все эти, в-общем-то, достаточно оптимистические публикации? На статье, которая была опубликована в апрельском выпуске журнала Nature Biotechnology. Эта статья, написанная коллективом авторов из США, Франции, Дании и Швеции (включая сотрудников американской фирмы ZymeQuest, Inc.), называется «Бактериальные гликозидазы для получения универсальных эритроцитов» [4]. Авторы этой работы так резюмируют свои достижениея: «Пионерская идея создания универсальных эритроциты путем ферментативного удаления антигенов системы группы крови AB0 была выдвинута более 25 лет назад. Хотя принципиальная осуществимость этого подхода была показана в клинических испытаниях для эритроцитов группы B, основным препятствием на пути внедрения данной технологии в клиническую практику было отсутствие достаточно эффективных (высокоактивных) ферментов. Мы представляем данные о двух бактериальных ферментах из семейства гликозидаз, которые могут быть использованы для эффективного удаления антигенов А и В с поверхности эритроцитов в нейтральной среде (более ранняя технология требовала слабокислой среды с рН 5,5-6,5 и несколько повышенной температуры для реакции, что плохо - inview) при низком расходе рекомбинантных ферментов. Исследование представителя семейства α-N-ацетилгалактозаминидаз в кристаллическом состоянии позволило выявить весьма необычный механизм его действия, связанный с использованием NAD+. Открытие описанных процессов ферментативной конверсии позволяет нам сохранять надежду на достижение цели создания универсальных эритроцитов, а это, в свою очередь, позволит улучшить использование донорской крови в клинической практике».
От себя добавлю, что, судя в первую очередь по комментариям представителей означенной фирмы, технология конверсии требует инкубации донорской крови со специальным раствором, содержащим ферменты, в течении примерно 1 часа. После эритроциты полностью лишаются своих поверхностных антигенов А и В.
История исследований
Интересно, что история изучения возможности удаления антигенов группы крови с поверхности эритроцитов насчитывает почти четверть века - во всяком случае, Мембрана пишет, что «В 1980-х американские учёные показали, что фермент, выделенный из зелёных кофейных бобов, может удалить антиген B с поверхности красных кровяных клеток». Я, правда, не смог найти в Сети ссылки на эту публикацию, но, насколько можно судить из более свежих статей, идея конверсии принадлежала Джеку Голдстейну (Jack Goldstein) из Lindsley F. Kimball Research Institute Нью-Йоркского Центра крови.
Идея действительно была очень заманчивой. И развивать её пытались в различных странах мирах, как в университетских исследовательских центрах, так и в фармацевтических компаниях. 11 января 1997 году еженедельник Science News Online опубликовал статью с красноречивым подзаголовком «Превращение всех донорских эритроцитов в универсальный тип 0 может предотвратить смертоносные ошибки при переливании крови и позволит более эффективно использовать национальные банки крови» [3]. Автор статьи, ссылаясь на исследования, проводившиеся американской фирмой ZymeQuest, Inc. (той же самой, что и сейчас), Нью-Йоркским Центром крови и Национальными институтами здоровья, указывал: «Более чем 15-летние исследования в данной области привели к достижению желанной цели; госпитали и центры переливания крови смогут получить технологию конверсии крови уже в следующем году». Увы, всё оказалось не столь радужным, и в 1998 году «универсальная» кровь в медицину не пришла. Вместо обещанного года прошло ещё целое долгое десятилетие до сегодняшнего всплеска интереса к данной технологии. Заметим, что сегодня представители той же ZymeQuest существенно более осторожны в описании перспектив их технологии.
Заключение
Я ОЧЕНЬ НАДЕЮСЬ, что на этот раз технология получения «фермент-конвертированной крови группы 0» будет наконец-то доведена до коммерческого использования. По оценкам ряда экспертов, если будет показана безопасность технологии и полученной с её помощью крови, первые образцы такой крови могут появиться на европейском рынке в 2010-2012 годах, на североамериканском - на 1-3 года позже. Обсуждаемая технология, конечно же, не решит всех проблем переливания крови, но некоторые из них может существенно ослабить. В тех же США, при пусть и небольшом, но существующем дефиците крови I группы, до 10% доз крови II и III группы выбрасывается неиспользованными из-за истечения срока хранения [3]. Еще больший интерес данная технология вызвала в развивающихся странах и странах с высокой плотностью населения, в частности в Индии (см. например комментарий от The Telegraph)
P.S. На днях я более подробно расскажу краткую историю исследования конверсии групп крови человека. А пока - всем удачных выходных. Берегите себя и своих близких.