Sangre tipo A convertida en sangre universal tipo O usando enzimas bacterianas

En las salas de emergencia de los hospitales es un requisito indispensable la correcta coincidencia de los tipos de sangre para realizar una transfusión sanguínea, ya que la sangre de individuos con grupo sanguíneo A contiene anticuerpo contra el antígeno B y viceversa, por lo que, las transfusiones incompatibles pueden dar como resultado la activación del complemento y la lisis de los glóbulos rojos lo que puede ser letal para el paciente. El azúcar α-1,3- N-aceteilgalactosamina proporciona la especificidad antigénica A (GalNAc), el azúcar galactosa (Gal) determina la actividad B. Por otro lado, los glóbulos rojos (RBC) tipo O no contienen ninguno de estos azúcares terminales y, por lo tanto, pueden transfundirse universalmente a pacientes del mismo tipo rhesus. En consecuencia, se necesita un buen suministro de glóbulos rojos de grupo O en los bancos de sangre para hacer frente a situaciones de emergencia en las que el tipo de sangre del paciente es desconocido o incierto, o cuando el suministro es limitado. 

Figura 1: Antígenos A, B y H presentes en los diversos grupos sanguineos

El concepto de eliminación enzimática de las estructuras GalNAc o Gal de los glóbulos rojos A o B como un medio para convertir los RBC A o B en O fue propuesto y demostrado por primera vez por Goldstein. Usando una α-galactosidasa del grano de café verde, los RBC de tipo B se convirtieron a O y se realizó una transfusión exitosa. Sin embargo, se necesitaron cantidades de gramo de enzima, lo que hace que el enfoque sea poco práctico. La conversión del tipo A en O es aún más desafiante, en gran parte porque el antígeno tipo A está presente en muchos subtipos que difieren en sus enlaces internos. 

La selección de bibliotecas metagenómicas ofrece un enfoque eficiente para el descubrimiento de actividades enzimáticas interesantes codificadas dentro de la multitud de microorganismos que aún no han sido cultivados o identificados. Tales enfoques requieren una selección cuidadosa de la fuente de metagenómica para optimizar las posibilidades de descubrimiento exitoso de enzimas. El microbioma intestinal humano es una buena fuente, ya que las estructuras de los antígenos A y B están presentes dentro de las mucinas que recubren la pared intestinal. Estas mucinas sirven como una barrera para la invasión de bacterias intestinales, pero también sirven como puntos de unión y una fuente de nutrición para los miembros del microbioma. En consecuencia, algunas de estas bacterias deben expresar glicosidasas que escinden los antígenos A y B, que a su vez podrían ser útiles para la conversión a sangre de tipo O.

Los autores construyeron una biblioteca metagenómica que contenía grandes  (35–65 kb) fragmentos de ADN extraídos de muestras fecales proporcionadas por un donante masculino de tipo sanguíneo AB +. La librería comprendía 19 500 clones, potencialmente 800 000 genes. Primero realizaron el  screening con 2 sustratos fluorogénicos. Este screening inicial con la mixtura de dos sutratos dio 226 hits. Estos fueron rescreened contra cada sustrato individual, identificando 44 enzimas con actividad α – GalNA casa y 166 con actividad α – galactosidasa. Luego estas fueron secuenciadas y encontraron que provenían de la bacteria  Flavonifractor plautii ,  las enzimas encontradas fueron nombradas como FpGalNAcDeAc y FpGalNase, y las ensayaron para ver si podrían convertir sangre tipo A y B en O pára lo cual las enzimas fueron incubadas solas o ambas con los diferentes tipos de sangre y se midió la liberación de azúcar mediante cromatografía iónica, ninguan de las 2 enzimas liberaba azúcares de manera individual, sin embargo cuando se icubo con la mezcla la galactosamina su liberada de la sangre tipo A, pero no de B u  O. 

La combinación de una desacetilasa y una galactosaminidasa convierte los glóbulos rojos A + en glóbulos rojos del tipo "donante universal" de O a través de un mecanismo único, que utiliza una baja carga de enzimas. La actividad y la especificidad muy altas de estas enzimas, tanto en las soluciones tampón como en la sangre total, hacen que estos candidatos muy prometedores se implementen de manera rentable en las rutinas automatizadas ya existentes de recolección, procesamiento y almacenamiento de sangre, con importantes implicaciones para la flexibilidad de nuestro suministro de sangre. y posibles aplicaciones en trasplante de órganos.

Se necesita más trabajo para asegurar que todos los antígenos A hayan sido eliminados, además los investigadores deben asegurarse de que las enzimas microbianas no hayan alterado inadvertidamente ninguna otra cosa en el glóbulo rojo que pueda producir problemas. Por ahora, esta investigación permite pensar que  tener la capacidad de transformar el tipo A en el tipo O, ampliaría el suministro de sangre y aliviaría esta escasez en las salas de emergencia. 

Bibliografía:

Rahfeld P., et al. 2019. An enzymatic pathway in the human gut microbiome that converts A to universal O type blood Nature Microbiology 

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