17 июля 2019, среда, 00:04
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

A = 0

Группы крови
Группы крови
Jural Min

Чтобы справиться с нехваткой донорской крови, ученые предлагают разные методы. Одно из перспективных направлений их работы состоит в том, чтобы превратить кровь самой распространенной группы – второй (А) – в кровь первой группы (0), которую можно переливать пациентам и с другими группами крови.

Пытаясь спасти жизнь больного, врачи с давних времен порой прибегали к переливанию крови. Иногда это давало прекрасный результат, например, 20 (8) апреля 1832 года «гражданский генерал-штаб-доктор» Андрей Мартынович Вольф в Петербурге перелил роженице, страдавшей от потери крови, кровь ее мужа и спас больную. Но в других куда более частых случаях пациент погибал после переливания.

Причина этого была выяснена лишь в 1900 году, когда Карл Ландштейнер открыл группы крови человека. Сначала их было известно три, но очень быстро была обнаружена и четвертая. Сейчас они известны как система AB0. В конце 1930-х работавший тогда в США Ландштейнер вместе со своим сотрудником Александром Винером открыл независимую систему групп крови, известную теперь как резус-фактор. Сейчас известно более тридцати систем групп крови, но наиболее важными на практике являются AB0 и резус-фактор.

Каждая из них крови представляет собой группу молекул (углеводов или белков), представленных в клеточной оболочке эритроцитов человека. Например, система AB0 определяется наличием в оболочке эритроцитов двух молекул, относящихся к классу олигосахаридов. На эритроцитах людей со второй группой крови есть молекулы агглютиногена-А, у людей с третьей группой крови – агглютиногена-В, с четвертой – и агглютиногена-А, и агглютиногена-В. Наконец, у людей с первой группой крови на мембране эритроцитов не представлен ни один из двух агглютиногенов, поэтому она обозначается нулем. Говорят, что изначально Ландштейнер обозначил эту группу не нулем, а буквой O от немецкого слова ohne «без», но сейчас все привыкли нулю.

Иммунная система каждого человека продуцирует антитела к тем мембранным молекулам, которых в его организме нет. Соответственно, у человека с группой крови А в плазме крови будут антитела к агглютиногену-В, у человека с группой крови В – к агглютиногену-А, с группой 0 – к обоим агглютиногенам, а с группой АВ – ни к одному из двух. Натолкнувшись в организме на чужеродные вещества, на которые они нацелены, антитела склеиваются с ними (так называемая реакция агглютинации), и эритроциты выпадают в осадок. Именно с реакцией агглютинации связана гибель людей, получивших при переливания кровь неподходящей группы.

Для полноты картины, уточним, что группы крови А и В могут определяться олигосахаридами, молекулы которых немного различаются. Их обозначают цифровыми индексами: А1, А2, А3… Но на совместимость групп крови эти различия не влияют.

Раз у людей с группой крови АВ нет антител ни к одному из агглютиногенов, им можно переливать кровь любой группы (при условии, что совпадает резус-фактор и, при необходимости, другие параметры). Обратное при этом неверно: если мы перельем кровь группы АВ обладателю крови группы А, или В, или 0, то его антитела среагируют и начнется реакция агглютинации.

Зато кровь группы 0 можно (опять-таки при учете резус-фактора) переливать носителям любой другой группы. В эритроцитах этой группы нет ни агглютиногена-А, ни агглютиногена-В, а значит антитела ни на что не среагируют.

 

Реакция агглютинации при смешивании крови разных групп. Если антитела встречаются со своим агглютиногеном, эритроциты слипаются в комочки и выпадают в осадок.

Казалось бы, когда правила взаимодействия групп крови известны, при переливании не должно возникать проблем, нужно лишь правильно определять группу у пациента и использовать нужную донорскую кровь. Но донорской крови всегда не хватает. В России в год в переливании крови нуждаются полтора миллиона человек. В медицинских учреждениях США каждый день используется около 16 500 литров донорской крови. Спрос на донорскую кровь год от года растет. “Универсальная” кровь группы 0 особенно востребована в ситуациях экстренной помощи, когда нет времени на определение группы крови у пациента.

Хотя группа крови 0 самая распространенная в мире (около 40 % населения), она всегда в дефиците. Поэтому давно уже возникла мысль превращать кровь второй по распространенности группы – А – в кровь группы 0, чтобы пополнять ее запасы. Для этого надо научиться удалять с поверхности эритроцитов молекулы олигосахарида.

Нельзя сказать, что это совсем уж фантастика. Медикам известно, что при некоторых бактериальных инфекциях выделяемые бактериями вещества изменяют агглютиноген- А1 так, что он становится похожим на B настолько, что проведенный анализ может дать неверный результат. При этом кровь группы В пациенту переливать все-таки нельзя, так как антитела из его крови никуда не делись. После выздоровления в крови восстанавливается свойственный пациенту агглютиноген-А1. Также изменения мембранных молекул в эритроцитах отмечены при некоторых онкологических заболеваниях.

Раз такое происходит при заболеваниях, нужно добиться такого же эффекта средствами медицины. В 2004 году в специализированном журнале Transfusion Medicine Reviews была опубликована статья, где рассказывалось об экспериментах двух типов. В одном случае фермент галактозидаза воздействовал на эритроциты группы В, отщепляя часть молекулярной цепочки олисахарида и превращая их в эритроциты группы 0. Во втором молекула полиэтиленгликоля не меняла поверхностные молекулы эритроцитов, но, присоединяясь к ним, закрывала их от антител. Однако опыты на животных показали, что у таких эритроцитов с «замаскрированными агглютиногенами» срок жизни оказывает короче, чем у обычных. К тому же довольно часто они вызывали иммунную реакцию организма.

В 2007 году международная группа исследователей под руководством Хенрика Клаузена (Henrik Clausen) из Копенгагенского университета перепробовала более двух с половиной тысяч бактериальных и грибковых ферментов в поисках тех, что будут эффективно воздействовать на мембранные агглютиногены эритроцитов. Ранее сотрудники биотехнологической компании ZymeQuest научились использовать с этой целью фермент, выделенный из кофейных зерен. Он удалял агглютиноген-В, но работал не слишком эффективно.

Клаузену и его коллегами удалось найти два подходящих бактериальных фермента из группы гликозидаз. Фермент, позаимствованный у бактерии Elizabethkingia meningosepticum, расщеплял агглютиноген-А, а фермент бактерии Bacterioides fragilis реагировал с агглютиногеном-В. В результате обработанные эритроциты иммунологически не отличались Такую кровь авторы работы предложили называть «ферментно преобразованной в кровь группы 0» (enzyme converted to O, ECO), а конкретные случаи обозначать как A-to-O и B-to-O. Стандартные тесты на определение группы крови давали желаемый результат – группа 0. Итоги работы были опубликованы в журнале Nature Biotechnology.

Однако до сих пор имеющиеся в распоряжении ученых бактериальные ферменты работали над превращением крови одной группы в другую недостаточно эффективно, чтобы их можно было рекомендовать для широкого применения. Возможно, новое исследования, недавно появившееся в журнале Nature Microbiology, станет следующим шагом к успеху.

Канадские ученые из Университета Британской Колумбии под руководством Стивена Уитерса (Stephen Withers) искали нужные для превращения групп крови бактерии среди бактериального населения человеческого кишечника. Многие из таких бактерий питаются муцинами – слизистыми веществами, выделяемыми клетками кишечного эпителия. Молекулы муцинов содержат белковую часть, соединенную с олигосахаридом. Поэтому были основания надеяться, что у бактерий найдутся ферменты, отщепляющие олигосахарид и с поверхностных молекул эритроцитов.

Ученые выделяли ДНК бактерий из человеческих фекалий и искали гены, ответственные за расщепление муцинов. Для этого они вставляли фрагменты найденной ДНК в геном обычной кишечной палочки Escherichia coli и смотрели, не начнет ли она продуцировать нужные белки. Они собрали библиотеку из 19 500 бактериальных генов и в итоге нашли бактерию Flavonifractor plautii, два фермента которой при совместном применении могут превратить эритроцит группы А в эритроцит группы 0. По словам ученых, эти ферменты работают в значительно более низкой концентрации, чем ферменты, использовавшиеся для трансформации групп крови в предшествующих исследованиях, что облегчит их дальнейшее применение.

Правда, до этого еще предстоит немало проверить. Например, надо убедиться, что найденные ферменты воздействуют только на агглютиногены и не вносят никаких изменений в другие мембранные молекулы эритроцитов. Также предстоит установить, насколько полно удаляются агглютиногены в образцах крови.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Металлургия Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство школа экология эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.