Un enzima potrebbe trasformare ogni gruppo sanguigno in "donatore universale"


    Cosa accade quando un paziente ha bisogno di una trasfusione di sangue e il tipo di sangue adatto non è disponibile? Gli scienziati stanno cercando di risolvere tale problema da anni e potrebbero aver fatto dei passi avanti.

     

    Un gruppo internazionale di ricercatori è riuscito a rendere il sangue molto simile a quello del gruppo 0 modificando un enzima per "tagliare" gli antigeni A e B. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Journal of the American Chemical Society.

    Gli antigeni A e B rappresentano gli “zuccheri” che vengono trasportati sulla superficie dei globuli rossi. La combinazione di questi antigeni rende possibile i quattro principali gruppi sanguigni: A, B, AB e 0. Un individuo con gruppo sanguigno di tipo 0 negativo è definito donatore universale perché può donare il sangue a chiunque data l’assenza di antigeni sulle sue cellule del sangue. La presenza degli antigeni sulle cellule del sangue degli altri gruppi (A, B, AB) impedisce la donazione del sangue a individui di qualsiasi gruppo perché potrebbero scatenarsi reazioni immunitarie pericolose da parte dell’organismo ricevente. Il gruppo 0 è piuttosto raro nella popolazione. Ecco perché i ricercatori stanno cercando di renderlo disponibile in maggiori quantità da utilizzare nelle trasfusioni.

    Immagine 1 – Globuli rossi. Credits: Franklin Institute.

    L'idea di trasformare il sangue da un gruppo ad un altro esiste dal 1980; un team di ricercatori di New York ha infatti dimostrato che un enzima estratto dai chicchi di caffè verde era in grado di rimuovere gli antigeni B dagli eritrociti. Alcuni studi clinici hanno dimostrato che il sangue potrebbe essere trasferito ad altre persone con un altro gruppo sanguigno.

    Tuttavia, la reazione enzimatica non è stata soddisfacente poiché ha richiesto un volume eccessivo e una temperatura troppo elevata per convertire tutte le cellule del sangue, rendendo tale processo di fatto non utilizzabile. Recentemente gli scienziati dell'Università della Columbia Britannica (UBC) hanno realizzato un enzima che potrebbe risolvere tale problema.

    L’enzima funziona esattamente allo stesso modo, tagliando gli antigeni e trasformando il sangue del gruppo A e del gruppo B nel sangue del gruppo O. "Il concetto non è nuovo, ma fino ad oggi il processo per ottenere l’enzima non era applicabile nella pratica. Ora sono convinto che possiamo realizzare un intero lotto" scrive Steve Withers, uno dei ricercatori dell'UBC che ha preso parte allo studio.

    Il team ha creato l'enzima attraverso un processo noto come "directed evolution" (evoluzione guidata). Si tratta di un metodo di sviluppo delle proteine che imita il processo della selezione naturale e consente di evolvere una proteina, come ad esempio un enzima, verso la direzione desiderata. Partendo da un enzima originale, i ricercatori inseriscono delle mutazioni nel gene che codifica per tale enzima.
     

    Immagine 2 – Nello schema sono messe a confronto la tecnica “directed evolution” e l’evoluzione naturale. Il cerchio interno mostra le tre fasi del ciclo della directed evolution (evoluzione guidata) mentre tra parentesi sono indicate le funzioni del processo naturale. Il cerchio esterno mostra i passaggi di un esperimento tipico. I simboli in rosso indicano le varianti funzionali, i simboli di colore più chiaro indicano le varianti con funzioni ridotte. Credits: "Directed Evolution cycle" by Thomas Shafee - Own work. Licensed under CC BY-SA 4.0 via Wikimedia Commons.

    Attraverso la selezione dei mutanti che sono risultati più efficaci nel rimuovere gli antigeni e, ripetendo il processo più volte, i ricercatori sono riusciti a rendere l'enzima 170 volte più efficace in sole cinque generazioni.

     

    "Abbiamo prodotto un enzima mutante che è molto efficace nel tagliare gli zuccheri nel sangue del gruppo A e B ed è in grado di rimuovere meglio i sottotipi degli antigeni rispetto all'enzima di partenza" scrive David Kwan, autore principale dello studio e ricercatore presso il dipartimento di chimica dell’UBC.

    Tuttavia, il lavoro dei ricercatori non è ancora finito. Nonostante l'enzima sia in grado di rimuovere la maggior parte degli antigeni di tipo A e B nel sangue, non è ancora in grado di rimuoverli tutti. Il sistema immunitario dell'uomo è estremamente sensibile ai gruppi sanguigni: anche una piccola quantità di antigene residuo potrebbe innescare una risposta immunitaria. Gli scienziati dovranno pertanto essere certi di eliminare dal sangue tutti gli antigeni.



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