I januari, rasande stormar orsakade medicinska nödsituationer längs den amerikanska östkusten, föranledde Röda Korset att utfärda en brådskande uppmaning om blodgivning. Nationens blodtillförsel var särskilt i behov av blod av O-typ som kan administreras universellt i en nödsituation. Nu, forskare säger att de har identifierat enzymer - från människans tarm - som kan förvandla blod av typ A och B till O, så mycket som 30 gånger effektivare än tidigare studerade enzymer.

Forskarna kommer att presentera sina resultat idag vid det 256:e nationella mötet och utställningen av American Chemical Society (ACS).

"Vi har varit särskilt intresserade av enzymer som gör att vi kan ta bort A- eller B-antigener från röda blodkroppar, "Stephen Withers, Ph.D., säger. "Om du kan ta bort de antigenerna, som bara är enkla sockerarter, då kan du omvandla A- eller B-blod till O-blod." Han säger att forskare har följt idén om att anpassa donerat blod till en vanlig typ ett tag, men de har ännu inte hittat effektiva, selektiva enzymer som också är säkra och ekonomiska.

För att snabbare utvärdera potentiella enzymkandidater, Withers samarbetade med en kollega på sin institution, University of British Columbia (UBC), som använder metagenomik för att studera ekologi. "Med metagenomik, du tar alla organismer från en miljö och extraherar summan av det totala DNA från dessa organismer, alla blandade ihop, " förklarar Withers. Att kasta ett så brett nät gör att Withers team kan prova generna från miljontals mikroorganismer utan behov av individuella kulturer. Forskarna använder sedan E coli att selektera för DNA-innehållande gener som kodar för enzymer som kan klyva sockerrester. Så istället för att använda metagenomik som ett sätt att lära sig om mikrobiell ekologi, Withers använder den för att upptäcka nya biokatalysatorer. "Det här är ett sätt att få ut den genetiska informationen från miljön och in i laboratoriemiljön och sedan screena för den aktivitet vi är intresserade av, " han säger.

Withers team övervägde att ta prover på DNA från myggor och iglar, de typer av organismer som bryter ned blod, men hittade till slut framgångsrika kandidatenzymer i den mänskliga tarmmikrobiomet. Glykosylerade proteiner som kallas muciner kantar tarmväggen, tillhandahåller sockerarter som fungerar som fästpunkter för tarmbakterier samtidigt som de matar dem när de hjälper till med matsmältningen. Vissa av mucinsockerarna liknar i strukturen antigenerna på blod av A- och B-typ. Forskarna hittade de enzymer som bakterierna använder för att plocka sockret från mucin och fann en ny familj av enzymer som är 30 gånger effektivare för att ta bort röda blodkroppsantigener än tidigare rapporterade kandidater.

Withers arbetar nu med kollegor vid Center for Blood Research vid UBC för att validera dessa enzymer och testa dem i en större skala för potentiella kliniska tester. Dessutom, han planerar att genomföra riktad evolution, en proteinteknik som simulerar naturlig evolution, med målet att skapa det mest effektiva sockeravlägsnande enzymet.

"Jag är optimistisk att vi har en mycket intressant kandidat för att anpassa donerat blod till en vanlig typ, " säger Withers. "Självklart, det kommer att behöva gå igenom många kliniska spår för att se till att det inte får några negativa konsekvenser, men det ser väldigt lovande ut."