Co roku na świecie pobiera się około 112 milionów jednostek oddanej krwi. Jej zastosowanie w operacjach transfuzji, przeszczepach, powikłaniach ciąży i masywnych urazach jest jednym z największych sukcesów medycyny, po karierze naukowej, która rozpoczęła się 350 lat temu i ma przed sobą ostatnią przeszkodę. Teraz naukowcy znaleźli nowe wskazówki, które przybliżają nas do Świętego Graala transfuzji: uniwersalnej krwi, która działa dla każdego pacjenta, niezależnie od jego grupy krwi.
Najbardziej użyteczną krwią do transfuzji jest krew typu O minus, ponieważ nie posiada antygenów A i B ani białka Rh, które powodują odrzucenie u osób, które nie posiadają ich we własnej krwi. Antygeny te działają jak czerwona peleryna pogromcy byków, pobudzając układ odpornościowy do ataku, powodując poważne reakcje w przypadku niewłaściwej transfuzji. Osoby z krwią O-ujemną są zatem uniwersalnymi dawcami, a ich krew jest bardzo poszukiwana przez banki krwi (9% populacji Hiszpanii jest O-ujemna, choć wśród Basków odsetek ten jest znacznie wyższy).
Ponieważ krew O-ujemna jest powszechnie bezpieczna, często używa się jej w sytuacjach awaryjnych, kiedy nie ma czasu na dopasowanie grup krwi, dlatego bywa deficytowa. Naukowcy na całym świecie od dawna poszukują metod przekształcania krwi typu A, B i AB w grupę O, co pomogłoby bankom krwi lepiej zarządzać swoimi zapasami.
Naśladowanie bakterii jelitowych
Jednym ze sposobów wytwarzania krwi typu O jest oddzielenie antygenów A lub B od komórek krwi, dzięki czemu układ odpornościowy nie interpretuje krwi jako obcej. Naukowcy z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie, kierowani przez Stephena Withersa, profesora na Wydziale Chemii i Biochemii, poszukiwali w ludzkim mikrobiomie jelitowym enzymów, które mogą to robić. Ponieważ jelita są wyścielone glikoproteinami, które zawierają struktury cukrowe, w tym antygeny A i B, wynika z tego, że niektóre bakterie jelitowe rozwinęły zdolność do rozszczepiania tych cukrów, aby się nimi żywić.
Używając techniki zwanej metagenomiką, Withers i jego zespół przeanalizowali 20 000 ekstraktów kału i byli w stanie zidentyfikować potężny nowy enzym, który może rozszczepiać antygeny A z 30-krotnie większą wydajnością niż enzymy stosowane w poprzednich badaniach. Oznacza to, że do krwi należy dodać znacznie mniej enzymu, aby przekształcić ją w grupę O, co znacznie obniża koszty procesu. We wczesnych testach laboratoryjnych, nowy enzym z powodzeniem przekształcił 100% krwi z grupy A na O.
Następnym krokiem, zanim krew poddana działaniu enzymów będzie mogła być użyta u pacjentów, jest upewnienie się, że w trakcie procesu modyfikacji w czerwonych krwinkach nie zajdą żadne inne zmiany. Withers przewiduje dla OpenMind, że „testy laboratoryjne zajmą kolejne dwa lata, a późniejsze badania kliniczne co najmniej kolejne trzy lata. Po przejściu testów bezpieczeństwa, technologia ta powinna zostać dość łatwo włączona do obecnego strumienia przetwarzania krwi, zapewniając szerszy dostęp do krwi grupy O w razie potrzeby.”
Wczesne próby
Historia transfuzji krwi sięga czasów angielskiego lekarza Richarda Lowera (1631 – 17 stycznia 1691), który w 1666 roku wykazał – poprzez dość makabryczne eksperymenty przeprowadzane na psach – że możliwe jest przetaczanie krwi z jednego zwierzęcia na drugie.
Kiedy wieść o tym dotarła do Francji, tamtejsi naukowcy rozpoczęli własne eksperymenty, które doprowadziły do pierwszej udanej transfuzji krwi zwierzęcej do ludzkiej (zwanej ksenotransfuzją). Został on wykonany w 1667 roku przez Jean-Baptiste Denysa, lekarza króla Ludwika XIV, pomiędzy jagnięciem a 15-letnim chłopcem. Nastolatek przeżył zabieg, prawdopodobnie dzięki niewielkiej ilości przetoczonej krwi, podobnie jak drugi pacjent Denysa kilka tygodni później.
W Anglii Richard Lower, usłyszawszy o sukcesach Denysa i przy wsparciu Royal Society, zatrudnił ekscentrycznego człowieka – Arthura Coga, o którego mózgu mówiono, że jest „zbyt gorący” – do przyjęcia transfuzji krwi jagnięcej. Coga przeżył zabieg, a nawet dał się namówić na drugą transfuzję trzy tygodnie później, na oczach tłumu ciekawskich gapiów. Tymczasem ksenotransfuzje Denysa we Francji nie szły już dobrze: śmierć dwóch pacjentów spowodowała, że procedura ta została zakazana we Francji i potępiona przez Watykan. Po kilku nieudanych eksperymentach w Anglii, Royal Society również porzuciło ten pomysł.
Współczesne transfuzje krwi
Aczkolwiek w XIX wieku podejmowano pewne próby – w większości nieudane – transfuzji krwi z człowieka do człowieka, Naukowa era transfuzji krwi rozpoczęła się w 1900 roku wraz z odkryciem głównych grup krwi przez Karla Landsteinera (14 czerwca 1868 – 26 czerwca 1943), za co austriacki biolog i lekarz otrzymał w 1930 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny.
Landsteiner dowiedział się również, że transfuzje pomiędzy osobami o różnych grupach krwi prowadzą do zniszczenia komórek krwi dawcy u biorcy. W wyniku jego odkryć, w 1907 roku w szpitalu Mount Sinai w Nowym Jorku przeprowadzono pierwszą transfuzję krwi zgodnej w układzie ABO.
Poszukiwania trwają
Od tego czasu minął ponad wiek, a poszukiwania krwi uniwersalnej trwają nadal. Niektórzy badacze koncentrują się na wytwarzaniu sztucznej krwi z komórek macierzystych, ale nawet jeśli im się to uda, wątpliwe jest, by w laboratorium udało się wyprodukować wystarczającą ilość krwi przy wystarczająco niskich kosztach, by wyeliminować potrzebę oddawania krwi w najbliższej przyszłości.
Ze swojej strony Withers i jego zespół, którzy dokonali obiecującego przełomu na innej ścieżce – przekształcania innych grup krwi w grupę O – nie spoczywają na laurach. Przedstawiwszy swoje odkrycia na spotkaniu American Chemical Society w Bostonie w sierpniu 2018 r., „szukają innych enzymów, które rozszczepiają antygen A, a wkrótce będziemy szukać również lepszych rozszczepiaczy B” – powiedział OpenMind kanadyjski badacz.
Jeśli wszystko pójdzie dobrze, ta nowa technika może być przyjęta w ciągu około 10 lat, z dużymi korzyściami dla pacjentów o każdej grupie krwi – w tym społeczności dawców krwi typu O-ujemnych, którzy będą mieli trochę presji zdjętej z nich w poważnych sytuacjach kryzysowych, kiedy zapasy ich cennej krwi zaczną się kończyć.