اكتشاف إنزيمات لتخليق دم متبرع عالمي

اكتشف باحثون من جامعة دنمارك للتكنولوجيا وجامعة لوند إنزيماتٍ قادرة، عند خلطها بخلايا الدم الحمراء، على إزالة سكرياتٍ مُحددة تُشكل مستضدات A وB في نظام فصيلة الدم ABO البشري. نُشرت النتائج في مجلة Nature Microbiology.

لأول مرة، لا تزيل هذه الخلطات الإنزيمية الجديدة مستضدات الفصيلتين A وB المعروفة فحسب، بل تزيل أيضًا متحورات ممتدة لم تكن تُعتبر سابقًا مشكلةً لسلامة نقل الدم. نحن على وشك إنتاج دم شامل من متبرعين من فصيلة الدم B، على الرغم من أن العمل لا يزال جاريًا لتحويل فصيلة الدم A الأكثر تعقيدًا، كما يقول البروفيسور ماهر أبو هاشم، رئيس الدراسة في جامعة دلهي للتكنولوجيا وأحد العلماء الرائدين وراء هذا الاكتشاف.

ويشير إلى أن هذا الاكتشاف هو نتيجة مزيج من الخبرة بين باحثي جامعة الدنمارك للتكنولوجيا في مجال الإنزيمات من ميكروبات الأمعاء البشرية وباحثي جامعة لوند في مجال مجموعات الكربوهيدرات في الدم وطب نقل الدم.

ارتفاع الطلب على المتبرعين بالدم

تحمل خلايا الدم الحمراء البشرية تراكيب سكرية معقدة محددة (مستضدات) تُحدد فصائل الدم الأربع ABO: A، B، AB، وO. تتحكم هذه المستضدات في التوافق بين المتبرع والمتلقي لضمان نقل دم آمن وزرع أعضاء. يُفحص دم المتبرع للكشف عن علامات المرض وفصائل الدم الرئيسية، ثم يُحفظ في الثلاجة لمدة تصل إلى 42 يومًا.

تزداد الحاجة إلى التبرع بالدم نظرًا لتزايد نسبة كبار السن وتزايد عدد المرضى الذين يخضعون لإجراءات طبية تتطلب كميات كبيرة من الدم. إن التحويل الناجح لفصائل الدم A أو B إلى دم متبرع به من فصيلة ABO عالميًا يمكن أن يُقلل بشكل كبير من التكاليف اللوجستية والمالية المرتبطة بتخزين أربع فصائل دم مختلفة.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن تطوير الدم المتبرع به عالميا سوف يزيد من إمدادات الدم المتبرع به عن طريق تقليل كمية الدم التي تقترب من تاريخ انتهاء صلاحيتها.

يتم تفسير الحاجة إلى إزالة المستضدات A و B لإنشاء دم متبرع عالمي بحقيقة أنها يمكن أن تسبب ردود فعل مناعية تهدد الحياة عند نقلها إلى متلقين غير مناسبين.

طُرح مفهوم استخدام الإنزيمات لإنتاج دم متبرع به عالميًا منذ أكثر من 40 عامًا. ومنذ ذلك الحين، اكتُشفت إنزيمات أكثر فعالية في إزالة مستضدات A وB، لكن الباحثين ما زالوا عاجزين عن تفسير أو استبعاد جميع التفاعلات المناعية المرتبطة بالدم، ولذلك لا تُستخدم هذه الإنزيمات في الممارسة السريرية حتى الآن.

إنزيمات من الأمعاء

اتخذت فرق بحثية من جامعة دلهي للتكنولوجيا وجامعة لوند مسارًا جديدًا في إيجاد إنزيمات قادرة على إزالة مستضدات الدم A وB والسكريات التي تعيقها. واكتشفت فرق البحث خلائط إنزيمية جديدة من بكتيريا الأمعاء Akkermansia muciniphila، التي تعيش على تكسير المخاط الذي يغطي سطح الأمعاء.

وقد تبين أن هذه الإنزيمات فعالة للغاية لأن السكريات المعقدة على سطح الغشاء المخاطي المعوي تشبه كيميائيا تلك الموجودة على سطح خلايا الدم.

يقول هاشم: "تكمن خصوصية الغشاء المخاطي في أن البكتيريا التي تعيش على هذه المادة غالبًا ما تحتوي على إنزيمات مختارة خصيصًا لتفكيك هياكل السكر في الغشاء المخاطي، بما في ذلك مستضدات فصيلة الدم ABO. وقد تبين أن هذه الفرضية صحيحة".

قام الباحثون في هذه الدراسة باختبار 24 إنزيمًا، استخدموها لمعالجة مئات عينات الدم.

مستضدات فصيلة الدم ABO الموجودة على سطح خلايا الدم الحمراء موجودة أيضًا على بطانة الأمعاء. استخدم الباحثون بكتيريا معوية متخصصة وقدرتها على استخدام هذه المستضدات كمغذيات لتطوير مزيجين من الإنزيمات يحولان خلايا الدم الحمراء من الفصيلتين A وB إلى دم متبرع عام. الصورة: ماتياس جنسن، باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة دلهي للتكنولوجيا. المصدر: ماتياس جنسن، باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة دلهي للتكنولوجيا.

"إن الدم الشامل سوف يعمل على زيادة كفاءة استخدام دم المتبرع، كما سيساعد على تجنب الأخطاء في نقل الدم مع مجموعات ABO غير المتوافقة، والتي قد تؤدي بخلاف ذلك إلى عواقب وخيمة محتملة بالنسبة للمتلقي.

يقول البروفيسور مارتن إل. أولسون، رئيس الدراسة في جامعة لوند: "عندما نتمكن من إنتاج دم متبرع به عالميًا بنظام ABO، فإننا سنعمل على تبسيط الإجراءات اللوجستية لنقل واستخدام منتجات الدم الآمنة مع تقليل فقدان الدم إلى أدنى حد".

قدّم باحثون من جامعة DTU وجامعة لوند طلبًا للحصول على براءة اختراع للإنزيمات الجديدة وطريقة معالجتها، ويتوقعون إحراز المزيد من التقدم في هذا الاتجاه في مشروعهم المشترك الجديد خلال السنوات الثلاث والنصف القادمة. في حال نجاحه، سيحتاج المفهوم إلى اختباره في تجارب سريرية مُحكمة قبل النظر في إنتاجه تجاريًا واستخدامه سريريًا.