In januari, razende stormen veroorzaakten medische noodgevallen langs de Amerikaanse oostkust, wat het Rode Kruis ertoe bracht een dringende oproep tot bloeddonaties te doen. De bloedvoorziening van het land had vooral behoefte aan bloed van het O-type dat universeel kan worden toegediend in geval van nood. Nutsvoorzieningen, wetenschappers zeggen dat ze enzymen hebben geïdentificeerd - uit de menselijke darm - die type A- en B-bloed in O kunnen veranderen, maar liefst 30 keer efficiënter dan eerder bestudeerde enzymen.

De onderzoekers presenteren hun resultaten vandaag op de 256e National Meeting &Exposition van de American Chemical Society (ACS).

"We zijn vooral geïnteresseerd in enzymen waarmee we de A- of B-antigenen uit rode bloedcellen kunnen verwijderen, "Stephen Withers, doctoraat, zegt. "Als je die antigenen kunt verwijderen, die gewoon eenvoudige suikers zijn, dan kun je A of B in O-bloed omzetten." Hij zegt dat wetenschappers het idee hebben nagestreefd om gedoneerd bloed aan een algemeen type aan te passen, maar ze hebben nog geen efficiënte, selectieve enzymen die ook veilig en economisch zijn.

Om potentiële enzymkandidaten sneller te beoordelen, Withers werkte samen met een collega in zijn instelling, de Universiteit van Brits-Columbia (UBC), die metagenomics gebruikt om ecologie te bestuderen. "Met metagenomica, je neemt alle organismen uit een omgeving en extraheert het totale DNA van die organismen allemaal door elkaar, " legt Withers uit. Door zo'n breed net te werpen, kan het team van Withers de genen van miljoenen micro-organismen bemonsteren zonder dat daarvoor individuele culturen nodig zijn. De onderzoekers gebruiken vervolgens E coli om te selecteren op DNA-bevattende genen die coderen voor enzymen die suikerresiduen kunnen splitsen. Dus in plaats van metagenomica te gebruiken om te leren over microbiële ecologie, Withers gebruikt het om nieuwe biokatalysatoren te ontdekken. "Dit is een manier om die genetische informatie uit de omgeving en in de laboratoriumomgeving te krijgen en vervolgens te screenen op de activiteit waarin we geïnteresseerd zijn, " hij zegt.

Het team van Withers heeft overwogen om DNA van muggen en bloedzuigers te nemen, de soorten organismen die bloed afbreken, maar vonden uiteindelijk succesvolle kandidaat-enzymen in het menselijke darmmicrobioom. Geglycosyleerde eiwitten, mucinen genaamd, bekleden de darmwand, het verstrekken van suikers die dienen als aanhechtingspunten voor darmbacteriën, terwijl ze ook worden gevoed omdat ze helpen bij de spijsvertering. Sommige mucinesuikers zijn qua structuur vergelijkbaar met de antigenen op A- en B-type bloed. De onderzoekers gingen in op de enzymen die de bacteriën gebruiken om de suikers van mucine te plukken en vonden een nieuwe familie van enzymen die 30 keer effectiever zijn in het verwijderen van rode bloedcelantigenen dan eerder gerapporteerde kandidaten.

Withers werkt nu samen met collega's van het Centrum voor Bloedonderzoek bij UBC om deze enzymen te valideren en op grotere schaal te testen voor mogelijke klinische tests. In aanvulling, hij is van plan om gerichte evolutie uit te voeren, een eiwittechniek die natuurlijke evolutie simuleert, met als doel het meest efficiënte suikerverwijderende enzym te creëren.

"Ik ben optimistisch dat we een zeer interessante kandidaat hebben om gedoneerd bloed aan te passen aan een algemeen type, "zegt Withers. "Natuurlijk, het zal veel klinische paden moeten doorlopen om er zeker van te zijn dat het geen nadelige gevolgen heeft, maar het ziet er veelbelovend uit."