Phát hiện ra enzyme có thể tạo ra máu hiến tặng phổ quát

Các nhà nghiên cứu từ DTU và Đại học Lund đã phát hiện ra các enzyme, khi trộn với các tế bào hồng cầu, có thể loại bỏ các loại đường cụ thể tạo nên kháng nguyên A và B trong hệ thống nhóm máu ABO của con người. Kết quả đã được công bố trên tạp chí Nature Microbiology.

"Lần đầu tiên, hỗn hợp enzyme mới không chỉ loại bỏ các kháng nguyên A và B nổi tiếng mà còn loại bỏ các biến thể mở rộng trước đây không được coi là vấn đề đối với an toàn truyền máu. Chúng tôi sắp sản xuất được máu phổ quát từ những người hiến máu nhóm B, mặc dù vẫn cần phải nỗ lực để chuyển đổi nhóm A phức tạp hơn", Giáo sư Maher Abou Hashem, người đứng đầu nghiên cứu tại DTU và là một trong những nhà khoa học hàng đầu đứng sau khám phá này, cho biết.

Ông lưu ý rằng khám phá này là kết quả của sự kết hợp chuyên môn giữa các nhà nghiên cứu DTU về enzyme từ hệ vi khuẩn đường ruột của con người và các nhà nghiên cứu Đại học Lund trong lĩnh vực nhóm carbohydrate máu và y học truyền máu.

Nhu cầu máu hiến tặng cao

Các tế bào hồng cầu của con người mang các cấu trúc đường phức tạp cụ thể (kháng nguyên) xác định bốn nhóm máu ABO: A, B, AB và O. Các kháng nguyên này kiểm soát khả năng tương thích giữa người hiến tặng và người nhận để truyền máu và ghép tạng an toàn. Máu của người hiến tặng được xét nghiệm các dấu hiệu bệnh tật và các nhóm máu chính và sau đó có thể được làm lạnh trong tối đa 42 ngày.

Nhu cầu về máu hiến tặng rất cao do tỷ lệ dân số cao tuổi ngày càng tăng và số lượng bệnh nhân phải trải qua các thủ thuật y tế đòi hỏi lượng máu lớn ngày càng tăng. Việc chuyển đổi thành công nhóm máu A hoặc B thành máu hiến tặng ABO phổ quát có thể giảm đáng kể chi phí hậu cần và tài chính liên quan đến việc lưu trữ bốn nhóm máu khác nhau.

Ngoài ra, sự phát triển của máu hiến tặng phổ quát sẽ làm tăng nguồn cung cấp máu hiến tặng bằng cách giảm lượng máu sắp hết hạn sử dụng.

Nhu cầu loại bỏ kháng nguyên A và B để tạo ra máu hiến tặng phổ quát được giải thích là do chúng có thể gây ra phản ứng miễn dịch đe dọa tính mạng khi truyền cho người nhận không phù hợp.

Khái niệm sử dụng enzyme để tạo ra máu hiến tặng phổ quát đã được đề xuất cách đây hơn 40 năm. Kể từ đó, người ta đã phát hiện ra các enzyme có hiệu quả hơn trong việc loại bỏ kháng nguyên A và B, nhưng các nhà nghiên cứu vẫn chưa thể giải thích hoặc loại bỏ tất cả các phản ứng miễn dịch liên quan đến máu, vì vậy các enzyme này vẫn chưa được sử dụng trong thực hành lâm sàng.

Enzym từ ruột

Các nhóm nghiên cứu từ DTU và Đại học Lund đã thực hiện một lộ trình mới trong việc tìm kiếm các enzyme có thể loại bỏ cả kháng nguyên máu A và B và các loại đường ngăn chặn chúng. Các nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra hỗn hợp enzyme mới từ vi khuẩn đường ruột Akkermansia muciniphila, loài vi khuẩn này kiếm sống bằng cách phá vỡ chất nhầy bao phủ bề mặt ruột.

Người ta thấy rằng các loại enzyme này cực kỳ hiệu quả vì các loại đường phức tạp trên bề mặt niêm mạc ruột có thành phần hóa học tương tự như các loại đường có trên bề mặt tế bào máu.

"Điểm đặc biệt của màng nhầy là vi khuẩn có thể sống trên vật liệu này thường có các enzyme được chọn lọc đặc biệt để phá vỡ cấu trúc đường của màng nhầy, bao gồm cả kháng nguyên nhóm máu ABO. Giả thuyết này hóa ra là đúng", Hashem cho biết.

Các nhà nghiên cứu trong nghiên cứu này đã thử nghiệm 24 loại enzyme mà họ dùng để xử lý hàng trăm mẫu máu.

Các kháng nguyên nhóm máu ABO được tìm thấy trên bề mặt của các tế bào hồng cầu cũng có mặt trên niêm mạc ruột. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một loại vi khuẩn đường ruột chuyên biệt và khả năng sử dụng các kháng nguyên này làm chất dinh dưỡng để phát triển hai hỗn hợp enzyme chuyển đổi các tế bào hồng cầu loại A và B thành máu của người hiến tặng phổ quát. Đồ họa: Matthias Jensen, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại DTU. Nguồn: Matthias Jensen, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại DTU.

"Máu phổ thông sẽ giúp sử dụng máu hiến tặng hiệu quả hơn và cũng giúp tránh sai sót trong việc truyền máu cho những nhóm máu ABO không tương thích, nếu không có thể dẫn đến hậu quả tử vong cho người nhận.

Giáo sư Martin L. Olsson, người đứng đầu nghiên cứu tại Đại học Lund, cho biết: "Khi chúng ta có thể tạo ra máu hiến tặng nhóm máu ABO phổ quát, chúng ta sẽ đơn giản hóa khâu hậu cần vận chuyển và sử dụng các sản phẩm máu an toàn, đồng thời giảm thiểu tình trạng mất máu".

Các nhà nghiên cứu từ DTU và Đại học Lund đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho các enzyme mới và phương pháp chế biến của chúng, và mong đợi những tiến triển hơn nữa theo hướng này trong dự án chung mới của họ trong ba năm rưỡi tới. Nếu thành công, khái niệm này sẽ cần được thử nghiệm trong các thử nghiệm lâm sàng có kiểm soát trước khi có thể được xem xét để sản xuất thương mại và sử dụng lâm sàng.