Tarmbakterier er nøglen til fremstilling af universalblod

I januar, rasende storme forårsagede medicinske nødsituationer langs den amerikanske østkyst, får Røde Kors til at udsende en hasteopfordring til bloddonationer. Nationens blodforsyning havde især behov for O-type blod, der kan administreres universelt i en nødsituation. Nu, videnskabsmænd siger, at de har identificeret enzymer - fra den menneskelige tarm - der kan omdanne type A og B blod til O, så meget som 30 gange mere effektivt end tidligere undersøgte enzymer.

Forskerne vil præsentere deres resultater i dag ved det 256. nationale møde og udstilling i American Chemical Society (ACS).

"Vi har været særligt interesserede i enzymer, der gør det muligt for os at fjerne A- eller B-antigener fra røde blodlegemer, "Stephen Withers, Ph.D., siger. "Hvis du kan fjerne disse antigener, som bare er simple sukkerarter, så kan du konvertere A- eller B-blod til O-blod." Han siger, at videnskabsmænd har forfulgt ideen om at tilpasse doneret blod til en almindelig type i et stykke tid, men de har endnu ikke fundet effektive, selektive enzymer, der også er sikre og økonomiske.

For at vurdere potentielle enzymkandidater hurtigere, Withers samarbejdede med en kollega på sin institution, University of British Columbia (UBC), der bruger metagenomics til at studere økologi. "Med metagenomics, du tager alle organismerne fra et miljø og udtrækker summen af ​​DNA fra disse organismer, alt sammen blandet sammen, " forklarer Withers. At kaste et så bredt net tillader Withers' team at prøve generne fra millioner af mikroorganismer uden behov for individuelle kulturer. Forskerne bruger derefter E coli at selektere for DNA indeholdende gener, der koder for enzymer, der kan spalte sukkerrester. Så i stedet for at bruge metagenomics som et middel til at lære om mikrobiel økologi, Withers bruger det til at opdage nye biokatalysatorer. "Dette er en måde at få den genetiske information ud af miljøet og ind i laboratoriemiljøet og derefter screene for den aktivitet, vi er interesseret i, " han siger.

Withers' hold overvejede at tage prøver af DNA fra myg og igler, de typer af organismer, der nedbryder blod, men fandt i sidste ende succesrige kandidatenzymer i det menneskelige tarmmikrobiom. Glykosylerede proteiner kaldet muciner langs tarmvæggen, giver sukkerarter, der tjener som fastgørelsespunkter for tarmbakterier, mens de også fodrer dem, da de hjælper med fordøjelsen. Nogle af mucinsukkerne ligner i strukturen antigenerne på A- og B-type blod. Forskerne satte sig ind i de enzymer, som bakterierne bruger til at plukke sukkeret fra mucin og fandt en ny familie af enzymer, der er 30 gange mere effektive til at fjerne røde blodlegemeantigener end tidligere rapporterede kandidater.

Withers arbejder nu sammen med kolleger ved Center for Blodforskning ved UBC for at validere disse enzymer og teste dem i større skala til potentielle kliniske tests. Ud over, han planlægger at udføre rettet evolution, en proteinteknik, der simulerer naturlig evolution, med det mål at skabe det mest effektive sukkerfjernende enzym.

"Jeg er optimistisk over, at vi har en meget interessant kandidat til at tilpasse doneret blod til en almindelig type, " siger Withers. "Selvfølgelig, det bliver nødt til at gennemgå en masse kliniske spor for at sikre sig, at det ikke har nogen negative konsekvenser, men det ser meget lovende ud."