Enzim ditemui untuk mencipta darah penderma universal

Penyelidik dari DTU dan Universiti Lund telah menemui enzim yang, apabila dicampur dengan sel darah merah, mampu mengeluarkan gula tertentu yang membentuk antigen A dan B dalam sistem kumpulan darah ABO manusia. Hasilnya diterbitkan dalam jurnal Nature Microbiology.

"Buat pertama kalinya, koktel enzim baharu bukan sahaja mengeluarkan antigen A dan B yang terkenal, tetapi juga varian lanjutan yang sebelum ini tidak diiktiraf sebagai masalah untuk keselamatan transfusi. Kami hampir menghasilkan darah sejagat daripada penderma jenis B, walaupun kerja masih perlu dilakukan untuk menukar jenis A yang lebih kompleks," kata Profesor Maher Abou Hashem, ketua kajian di DTU dan salah seorang ahli sains penemu terkemuka.

Beliau menyatakan bahawa penemuan ini adalah hasil gabungan kepakaran antara penyelidik DTU dalam enzim daripada mikrobiota usus manusia dan penyelidik Universiti Lund dalam bidang kumpulan karbohidrat darah dan perubatan transfusi.

Permintaan tinggi untuk penderma darah

Sel darah merah manusia membawa struktur gula kompleks tertentu (antigen) yang mentakrifkan empat kumpulan darah ABO: A, B, AB, dan O. Antigen ini mengawal keserasian antara penderma dan penerima untuk pemindahan darah dan pemindahan organ yang selamat. Darah penderma diuji untuk penanda penyakit dan kumpulan darah utama dan kemudiannya boleh disejukkan sehingga 42 hari.

Keperluan untuk penderma darah adalah tinggi berikutan pertambahan jumlah penduduk warga emas dan peningkatan bilangan pesakit yang menjalani prosedur perubatan yang memerlukan sejumlah besar darah. Penukaran darah jenis A atau B yang berjaya kepada darah penderma ABO sejagat boleh mengurangkan kos logistik dan kewangan yang berkaitan dengan penyimpanan empat jenis darah yang berbeza.

Selain itu, perkembangan darah penderma universal akan meningkatkan bekalan darah penderma dengan mengurangkan jumlah darah yang menghampiri tarikh luputnya.

Keperluan untuk mengeluarkan antigen A dan B untuk mencipta darah penderma universal dijelaskan oleh fakta bahawa ia boleh menyebabkan tindak balas imun yang mengancam nyawa apabila dipindahkan ke penerima yang tidak sesuai.

Konsep menggunakan enzim untuk mencipta darah penderma universal telah dicadangkan lebih 40 tahun lalu. Sejak itu, enzim telah ditemui yang lebih berkesan untuk mengeluarkan antigen A dan B, tetapi penyelidik masih tidak dapat menjelaskan atau menghapuskan semua tindak balas imun yang berkaitan dengan darah, dan oleh itu enzim ini belum lagi digunakan dalam amalan klinikal.

Enzim dari usus

Pasukan penyelidik dari DTU dan Universiti Lund telah mengambil laluan baharu dalam mencari enzim yang boleh mengeluarkan kedua-dua antigen darah A dan B serta gula yang menyekatnya. Pasukan penyelidik telah menemui campuran enzim baharu daripada bakteria usus Akkermansia muciniphila, yang mencari nafkah dengan memecahkan lendir yang melapisi permukaan usus.

Enzim-enzim ini didapati sangat berkesan kerana gula kompleks pada permukaan mukosa usus secara kimia serupa dengan yang terdapat pada permukaan sel darah.

"Keanehan membran mukus ialah bakteria yang boleh hidup pada bahan ini selalunya mempunyai enzim yang dipilih khas untuk memecahkan struktur gula membran mukus, termasuk antigen kumpulan darah ABO. Hipotesis ini ternyata betul," kata Hashem.

Para penyelidik dalam kajian ini menguji 24 enzim, yang mereka gunakan untuk memproses ratusan sampel darah.

Antigen kumpulan darah ABO yang terdapat pada permukaan sel darah merah juga terdapat pada lapisan usus. Para penyelidik menggunakan bakteria usus khusus dan keupayaannya untuk menggunakan antigen ini sebagai nutrien untuk membangunkan dua campuran enzim yang menukar sel darah merah jenis A dan B menjadi darah penderma universal. Grafik: Matthias Jensen, postdoc di DTU. Sumber: Matthias Jensen, postdoc di DTU.

"Darah sejagat akan mewujudkan penggunaan darah penderma yang lebih cekap dan juga akan membantu mengelakkan kesilapan dalam pemindahan darah dengan kumpulan ABO yang tidak serasi, yang sebaliknya boleh membawa kepada akibat yang boleh membawa maut kepada penerima.

"Apabila kita boleh mencipta darah penderma ABO universal, kita akan memudahkan logistik mengangkut dan menggunakan produk darah yang selamat sambil meminimumkan kehilangan darah," kata Profesor Martin L. Olsson, ketua kajian di Universiti Lund.

Para penyelidik dari DTU dan Universiti Lund telah memohon paten ke atas enzim baharu dan kaedah pemprosesannya, dan menjangkakan kemajuan selanjutnya ke arah ini dalam projek bersama baharu mereka dalam tempoh tiga setengah tahun akan datang. Jika berjaya, konsep itu perlu diuji dalam ujian klinikal terkawal sebelum ia boleh dipertimbangkan untuk pengeluaran komersial dan kegunaan klinikal.