С середины 20-го века ученые во всём мире трудятся в лабораториях, пытаясь сделать кровь лучше или вовсе найти её заменитель.
Проблема переливания крови и донорства приобретает всё большее значение. Исследовательская группа Withers Research Group в США ищет новые подходы к решению некоторых проблем в этой области.
Вы должны знать основы: у людей разная группа крови. Если вам необходимо переливание - скажем, вы получили травму в результате несчастного случая, или вы находитесь в операционной, ожидая операции, - вам нужна правильная группа крови. Вам нужна либо ваша группа крови, либо группа O отрицательная, считающаяся универсальной и приемлемой для всех.
Но тип O пользуется большим спросом и дефицитом. Поэтому ученые пытаются найти способы преобразования крови группы А в кровь группы О. Это решило бы многие проблемы, связанные со спросом и предложением.
Путь к прорыву
Вот уже более четырех лет лаборатория Уитерс Лаб, расположенная в университетском городке Ванкувера UBC, успешно справляется с этой задачей.
Исследователи экспериментируют с различными подходами к удалению некоторых молекул сахара с поверхности эритроцитов типа А, эффективно превращая их в молекулы типа О, которые не содержат этих молекул сахара.
Эти молекулы - технически антигены - делают переливание различных типов крови проблематичным. Например, кровь группы B содержит антитела, которые при смешивании могут воздействовать на сахара крови группы А. И наоборот. При отсутствии антигенов кровь группы O не подвержена воздействию антител, поэтому кровь группы O пользуется таким большим спросом.
Решение избавить кровь группы А от антигенов, впервые предложенное и продемонстрированное в 1980-х годах, заключалось в использовании фермента, который, по сути, потреблял бы сахар. Уитерс и его команда, основываясь на этом, искали фермент получше.
"Мы сделали это лучше", - говорит Уитерс о процедуре. " Но этого мало."
Вместо этого они перегруппировались, подвели итоги и начали искать другой фермент, который мог бы помочь. Они обратились к себе, в некотором смысле. В конце концов, они обратились к человеческой сущности.
Уитерс решил заняться кишечником, сначала обратившись к другой важной части современной науки.
" Ты знаешь, что в кишечнике скорее всего будут ферменты", - говорит Уитерс. " Будут ли они лучше, чем те, о которых мы знали, было совершенно неизвестно."
Большая находка
"То, что вы делаете, это то, что вы, по сути, выбираете среду, которая, вероятно, будет содержать ферменты, чтобы делать работу, которую вы хотите. И затем вы пытаетесь изолировать свои гены и, в конечном счете, свои ферменты от окружающей среды", - объясняет Уитерс. "Один из ключевых шагов, на мой взгляд, заключается в том, чтобы выбрать среду обитания в первую очередь. Это будет грунт? Океанская вода? Что это будет?"
Уитерс и его группа рассматривали места, где кровь и бактерии могут соприкасаться друг с другом. Скажем, в комарах. Или вампирских летучих мышах. Пиявки.
"Но сложность в том, что только приматы - то есть обезьяны и мы сами - имеют кровеносную систему НОО. Поэтому комары и т.д. должны питаться человеческой кровью, - говорит Уитерс. "И никто из моих аспирантов не захотел стать волонтером."
Исследуя кишечник человека - стенки желудочно-кишечного тракта, - исследователи установили, что бактерии питаются подобными сахарами.
Теория состояла в том, что они могли взять человеческую ДНК из образца кала и изолировать гены, кодирующие бактерии, чтобы сделать то, что они едят сахар в кишечнике. Тогда они могли бы посмотреть, справятся ли эти бактерии с работой на сахарах клеток крови группы А.
Найти материал кишечника для эксперимента было несложно. "Это было довольно легко достать", - говорит Уитерс. "Все, что нам нужно - это какашки."
После скрининга, каталогизации и секвенирования ДНК исследователи, наконец, обнаружили комбинацию ферментов, которая эффективно удалила сахар из крови группы А. Их результаты были опубликованы в июне 2019 года в журнале Nature Microbiology. "Это действительно поможет банкам крови управлять снабжением кровью, - сказал главный автор статьи Питер Рахфельд, - как только мы убедимся, что это безопасно", - сказал в пресс-релизе.
Следующие шаги
Тестирование на то, чтобы установить, что ферменты не лишают кровь ничего другого, и что ферменты получают все антигены с поверхности клеток крови группы А, продолжается. Уитерс готовит все больше заявок на гранты, в том числе и на поиск дополнительного финансирования.
"Определенно, исследования все еще продолжаются. У нас вроде как две части, которые находятся в процессе выполнения. Одна из них заключается в том, чтобы сделать найденное абсолютно безопасным, - говорит Уитерс. "Другая часть - это попытка заглянуть дальше, посмотреть, есть ли еще лучшие ферменты.
Группа Уитерса также совершенствует новые методы скрининга ДНК в меньшем объеме. Все это, может быть, скоро поможет избавить нас от нехватки крови.