ค้นพบเอนไซม์สร้างเลือดบริจาคสากล

นักวิจัยจาก DTU และมหาวิทยาลัย Lund ได้ค้นพบเอนไซม์ที่เมื่อผสมกับเซลล์เม็ดเลือดแดงจะสามารถกำจัดน้ำตาลเฉพาะที่ประกอบเป็นแอนติเจน A และ B ในระบบหมู่เลือด ABO ของมนุษย์ได้ ผลการวิจัยดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature Microbiology

“เป็นครั้งแรกที่ค็อกเทลเอนไซม์ชนิดใหม่ไม่เพียงแต่ขจัดแอนติเจน A และ B ที่รู้จักกันดีเท่านั้น แต่ยังขจัดแอนติเจนที่ขยายพันธุ์ออกไปซึ่งก่อนหน้านี้ไม่ถือว่ามีปัญหาต่อความปลอดภัยในการถ่ายเลือดอีกด้วย เราใกล้จะผลิตเลือดจากผู้บริจาคเลือดแบบ B ได้แล้ว แม้ว่าจะยังต้องมีการดำเนินการเพื่อแปลงเลือดแบบ A ที่ซับซ้อนกว่านั้นอีก” ศาสตราจารย์ Maher Abou Hashem หัวหน้าการศึกษาวิจัยที่ DTU และหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำที่อยู่เบื้องหลังการค้นพบนี้กล่าว

เขาสังเกตว่าการค้นพบนี้เป็นผลมาจากการผสมผสานความเชี่ยวชาญระหว่างนักวิจัย DTU ในด้านเอนไซม์จากจุลินทรีย์ในลำไส้ของมนุษย์กับนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Lund ในด้านกลุ่มคาร์โบไฮเดรตในเลือดและยาสำหรับการถ่ายเลือด

ความต้องการโลหิตบริจาคสูง

เซลล์เม็ดเลือดแดงของมนุษย์มีโครงสร้างน้ำตาลที่ซับซ้อนเฉพาะ (แอนติเจน) ที่กำหนดหมู่เลือด ABO ทั้งสี่หมู่ ได้แก่ A, B, AB และ O แอนติเจนเหล่านี้ควบคุมความเข้ากันได้ระหว่างผู้บริจาคและผู้รับเพื่อการถ่ายเลือดและการปลูกถ่ายอวัยวะอย่างปลอดภัยเลือดของผู้บริจาคจะได้รับการทดสอบเครื่องหมายของโรคและหมู่เลือดหลัก และสามารถแช่เย็นได้นานถึง 42 วัน

ความต้องการเลือดบริจาคมีสูงเนื่องจากประชากรสูงอายุมีสัดส่วนเพิ่มขึ้นและมีผู้ป่วยที่ต้องเข้ารับการรักษาทางการแพทย์ซึ่งต้องใช้เลือดจำนวนมากเพิ่มขึ้น การแปลงเลือดหมู่ A หรือ B ให้เป็นเลือดบริจาคหมู่ ABO ทั่วไปได้สำเร็จจะช่วยลดต้นทุนด้านลอจิสติกส์และการเงินที่เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บเลือดสี่หมู่ที่แตกต่างกันได้อย่างมาก

นอกจากนี้ การพัฒนาโลหิตบริจาคสากลจะช่วยเพิ่มปริมาณโลหิตบริจาคได้โดยลดปริมาณเลือดที่ใกล้จะหมดอายุลง

ความจำเป็นในการกำจัดแอนติเจน A และ B เพื่อสร้างเลือดบริจาคสากลนั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าแอนติเจนเหล่านี้สามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันที่คุกคามชีวิตได้หากถ่ายเลือดให้กับผู้รับที่ไม่เหมาะสม

แนวคิดการใช้เอนไซม์ในการสร้างเลือดบริจาคสากลได้รับการเสนอเมื่อกว่า 40 ปีที่แล้ว นับจากนั้นมา มีการค้นพบเอนไซม์ที่มีประสิทธิภาพมากกว่าในการกำจัดแอนติเจน A และ B แต่บรรดานักวิจัยยังคงไม่สามารถอธิบายหรือขจัดปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับเลือดได้ ดังนั้นเอนไซม์เหล่านี้จึงยังไม่ได้ถูกนำมาใช้ในทางคลินิก

เอนไซม์จากลำไส้

ทีมวิจัยจาก DTU และ Lund University ได้ใช้แนวทางใหม่ในการค้นหาเอนไซม์ที่สามารถกำจัดแอนติเจนในเลือดทั้ง A และ B รวมถึงน้ำตาลที่ปิดกั้นแอนติเจนเหล่านี้ ทีมวิจัยได้ค้นพบส่วนผสมเอนไซม์ชนิดใหม่จากแบคทีเรียในลำไส้ Akkermansia muciniphila ซึ่งดำรงชีวิตโดยการย่อยเมือกที่เคลือบผิวลำไส้

พบว่าเอนไซม์เหล่านี้มีประสิทธิภาพอย่างยิ่งเนื่องจากน้ำตาลเชิงซ้อนบนพื้นผิวของเยื่อบุลำไส้มีโครงสร้างทางเคมีคล้ายคลึงกับน้ำตาลที่พบบนพื้นผิวของเซลล์เม็ดเลือด

“ลักษณะเฉพาะของเยื่อเมือกคือแบคทีเรียที่สามารถอาศัยอยู่บนวัสดุนี้มักจะมีเอนไซม์ที่คัดเลือกมาเป็นพิเศษเพื่อย่อยโครงสร้างน้ำตาลของเยื่อเมือก ซึ่งรวมถึงแอนติเจนหมู่เลือด ABO ด้วย สมมติฐานนี้ถูกต้อง” Hashem กล่าว

นักวิจัยในการศึกษาครั้งนี้ทดสอบเอนไซม์ 24 ชนิด ซึ่งพวกเขาใช้ในการประมวลผลตัวอย่างเลือดหลายร้อยตัวอย่าง

แอนติเจนหมู่เลือด ABO ที่พบบนพื้นผิวของเซลล์เม็ดเลือดแดงยังปรากฏอยู่บนเยื่อบุลำไส้ด้วย นักวิจัยใช้แบคทีเรียในลำไส้เฉพาะทางและความสามารถในการใช้แอนติเจนเหล่านี้เป็นสารอาหารเพื่อพัฒนาเอนไซม์ 2 ชนิดที่เปลี่ยนเซลล์เม็ดเลือดแดงประเภท A และ B ให้เป็นเลือดบริจาคสากล กราฟิก: Matthias Jensen นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ DTU แหล่งที่มา: Matthias Jensen นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ DTU

“เลือดสากลจะทำให้การใช้เลือดที่บริจาคมีประสิทธิภาพมากขึ้น และยังช่วยหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการถ่ายเลือดกับหมู่ ABO ที่ไม่เข้ากัน ซึ่งอาจนำไปสู่ผลร้ายแรงต่อผู้รับได้”

“เมื่อเราสามารถสร้างเลือดบริจาคตามระบบ ABO สากลได้ เราจะลดความยุ่งยากในการขนส่งและใช้ผลิตภัณฑ์เลือดที่ปลอดภัย ขณะเดียวกันก็ลดการสูญเสียเลือดให้เหลือน้อยที่สุด” ศาสตราจารย์ Martin L. Olsson หัวหน้าฝ่ายศึกษาวิจัยที่มหาวิทยาลัย Lund กล่าว

นักวิจัยจาก DTU และ Lund University ได้ยื่นขอจดสิทธิบัตรเอนไซม์ชนิดใหม่และวิธีการแปรรูป และคาดว่าจะมีความคืบหน้าเพิ่มเติมในทิศทางนี้ในโครงการร่วมใหม่นี้ในอีกสามปีครึ่งข้างหน้า หากประสบความสำเร็จ แนวคิดนี้จะต้องได้รับการทดสอบในการทดลองทางคลินิกแบบควบคุมก่อนจึงจะพิจารณาผลิตเชิงพาณิชย์และใช้งานทางคลินิกได้