Магія «залатой крыві»: як навукоўцы спрабуюць аднавіць самую рэдкую групу крыві ў свеце — і навошта
Група крыві Rh null сустракаецца ў людзей надзвычай рэдка — прыблізна адзін выпадак на шэсць мільёнаў. Сёння навукоўцы спрабуюць атрымаць яе ў лабараторыі, каб ратаваць жыцці людзей, піша Бі-бі-сі.
Пераліванне крыві пераўтварыла сучасную медыцыну. У выпадку траўмы ці сур'ёзнай аперацыі кроў, здадзеная іншымі людзьмі, можа выратаваць чалавеку жыццё.
Але гэта справядліва не для ўсіх: донараў для людзей з рэдкімі групамі крыві знайсці складана.
Навуцы вядомыя толькі 50 чалавек, у якіх адна з самых рэдкіх груп крыві — Rh null. Калі здарыцца ім трапіць у сітуацыю, у якой спатрэбіцца пераліванне крыві, іх шанцы на яе атрыманне будуць мінімальныя. Людзям з Rh null рэкамендуецца замарозіць сваю кроў для працяглага захоўвання.
Але, нягледзячы на сваю рэдкасць, гэтая група крыві таксама высока цэніцца па іншых прычынах. У медыцынскай і навуковай супольнасці яе часам называюць «залатой крывёй» з-за таго, як яе можна выкарыстоўваць.
Навукоўцы таксама шукаюць спосабы пераадолець праблемы імунітэту, якія ў цяперашні час абмяжоўваюць выкарыстанне донарскай крыві, і кроў Rh null можа дапамагчы ў стварэнні ўніверсальнай крыві для пералівання.
Як класіфікуюцца групы крыві
Група крыві, якая цыркулюе ў вашым арганізме, класіфікуецца на аснове наяўнасці ці адсутнасці пэўных маркераў на паверхні эрытрацытаў.
Гэтыя маркеры — антыгены — складаюцца з бялкоў ці цукраў, што на паверхні клеткі, і імунная сістэма арганізма можа іх распазнаць.
«Калі вам пераліваюць донарскую кроў, якая змяшчае антыгены, адрозныя ад вашых уласных, ваш арганізм выпрацоўвае антыцелы да гэтай крыві і атакуе яе, — кажа Эш Той, прафесар клетачнай біялогіі Брыстальскага ўніверсітэта. — Калі вам зноў пераліваюць гэту кроў, гэта можа быць небяспечна для жыцця».
Дзве сістэмы груп крыві, якія выклікаюць наймацнейшы імунны адказ, — гэта ABO і рэзус-фактар (Rh). У чалавека з групай крыві A на паверхні эрытрацытаў знаходзяцца антыгены A, а ў чалавека з групай крыві B — антыгены B. Група крыві AB мае антыгены A і B, а група O не мае ні тых, ні іншых. Кожная група можа мець станоўчы ці адмоўны рэзус-фактар.
Людзей з групай крыві O з адмоўным рэзусам часта называюць універсальнымі донарамі, паколькі іх кроў не змяшчае ні антыгенаў A, ні B, ні Rh. Аднак гэта залішне спрошчанае ўяўленне.
Па-першае, на кастрычнік 2024 года вядома 47 груп крыві і 366 розных антыгенаў. Гэта азначае, што чалавек, якому пераліваюць донарскую кроў групы O-, усё роўна можа атрымаць імунную рэакцыю на любы з іншых прысутных антыгенаў, хоць некаторыя антыгены выклікаюць мацнейшую імунную рэакцыю, чым іншыя.
Па-другое, існуе больш за 50 антыгенаў Rh. Калі людзі гавораць пра Rh-адмоўную групу крыві, яны маюць на ўвазе антыген Rh (D), але іх эрытрацыты ўсё роўна змяшчаюць іншыя бялкі Rh.
Акрамя таго, антыгены Rh вельмі разнастайныя, што ўскладняе пошук падыходзячых донараў, асабліва для людзей з этнічных меншасцей у той ці іншай частцы свету.
Аднак у людзей з крывёй Rh null адсутнічаюць усе 50 антыгенаў Rh. Хоць гэтыя людзі самі не могуць атрымліваць кроў любой іншай групы, іх кроў Rh null сумяшчальная з усімі шматлікімі групамі крыві Rh.
Гэта робіць кроў групы O Rh null надзвычай каштоўнай, паколькі яе можа атрымліваць большасць людзей, уключаючы асоб з усімі варыянтамі сістэмы ABO.
У экстранных выпадках, калі група крыві пацыента невядомая, кроў групы O Rh null можна пераліваць з нізкім рызыкай алергічнай рэакцыі. Па гэтай прычыне навукоўцы ва ўсім свеце шукаюць спосабы аднавіць гэту «залатую кроў».
«Рэзус-антыгены выклікаюць моцную імунную рэакцыю, таму калі ў вас іх няма наогул, то, па сутнасці, няма нічога, на што арганізм мог бы рэагаваць з пункту гледжання рэзус-фактару, — кажа прафесар Той. — Група крыві O і Rh null даволі ўніверсальная. Але ёсць яшчэ іншыя групы крыві, якія ўсё роўна трэба ўлічваць».
Паходжанне крыві Rh null
Нядаўнія даследаванні паказалі, што кроў Rh null выклікаюць генетычныя мутацыі, якія ўплываюць на бялок, які грае ключавую ролю ў эрытрацытах і вядомы як Rh-асацыяваны глікапратэін, або RHAG.
Гэтыя мутацыі, відаць, скарачаюць ці змяняюць форму гэтага бялку, што не дае праяўляцца іншым антыгенам Rh.
У даследаванні 2018 года прафесар Той і яго калегі з Брыстальскага ўніверсітэта ўзнавілі кроў Rh null у лабараторыі. Для гэтага яны ўзялі клетачную лінію — папуляцыю клетак, вырашчаных у лабараторыі — няспелых эрытрацытаў.
Затым каманда выкарыстала тэхналогію рэдагавання генаў Crispr-Cas9, каб выдаліць гены, якія кадуюць антыгены пяці сістэм груп крыві, якія ў сукупнасці адказныя за большасць выпадкаў несумяшчальнасці пры пераліванні. Сюды ўваходзілі антыгены ABO і Rh, а таксама іншыя антыгены, якія называюцца Kell, Duffy і GPB.
«Мы высветлілі, што калі выдаліць пяць, то атрымаецца ультрасумяшчальная клетка, таму што з яе выдалены пяць найбольш праблемных груп крыві», — кажа прафесар Той.
Атрыманыя крывяныя клеткі будуць сумяшчальныя з усімі асноўнымі распаўсюджанымі групамі крыві, а таксама з рэдкімі тыпамі, такімі як Rh null і фенатып Бамбей, які сустракаецца ў аднаго чалавека з чатырох мільёнаў — людзям з гэтай групай крыві нельга пераліваць кроў груп O, A, B ці AB.
Аднак выкарыстанне метадаў рэдагавання генаў па-ранейшаму лічыцца спрэчнай тэрыторыяй і строга рэгулюецца ў многіх краінах свету. Гэта азначае, што гэты ультрасумяшчальны тып крыві стане даступны для клінічнага выкарыстання не адразу.
Перш чым атрымаць адабрэнне, ён павінен прайсці шматлікія клінічныя выпрабаванні і тэставанне.
Тым часам прафесар Той стаў сузаснавальнікам кампаніі Scarlet Therapeutics, якая збірае донарскую кроў ад людзей з рэдкімі групамі крыві, у тым ліку Rh null.
Яго каманда спадзяецца выкарыстоўваць гэтую кроў для стварэння клетачных ліній, якія можна вырошчваць у лабараторыі для вытворчасці эрытрацытаў. Гэтая вырашчаная ў лабараторыі кроў можа быць замарожана і захоўвацца для экстранных выпадкаў, калі яна спатрэбіцца людзям з рэдкімі групамі крыві.
Прафесар Той спадзяецца стварыць банк рэдкіх тыпаў крыві ў лабараторыі без выкарыстання рэдагавання генаў, хоць гэтая тэхніка можа згуляць сваю ролю ў будучыні.
«Калі мы зможам зрабіць гэта без рэдагавання, то гэта будзе цудоўна, але мы разглядаем рэдагаванне як варыянт, — кажа ён. — Частка таго, чым мы займаемся, заключаецца ў дбайным адборы донараў, каб паспрабаваць зрабіць усе іх антыгены максімальна сумяшчальнымі для большасці людзей. Затым, верагодна, нам давядзецца звярнуцца да рэдагавання генаў, каб зрабіць іх сумяшчальнымі для ўсіх».
У 2021 годзе імунолаг Грэгары Дэном і яго калегі з Інстытута даследавання крыві Versiti ў Мілуокі, ЗША, выкарыстоўвалі тэхналогію рэдагавання генаў Crispr-Cas9 для прайгравання індывідуальных рэдкіх груп крыві, уключаючы Rh null, з індукаваных плюрыпатэнтных ствалавых клетак чалавека (hiPSC).
Гэтыя ствалавыя клеткі маюць уласцівасці, падобныя да эмбрыянальных ствалавых клетак, і пры пэўных умовах могуць ператварацца ў любыя клеткі чалавечага арганізма.
Іншыя навукоўцы выкарыстоўваюць іншы тып ствалавых клетак, ужо запраграмаваных на ператварэнне ў клеткі крыві, але яшчэ не вызначылі, у якія менавіта. Напрыклад, навукоўцы з універсітэта Лаваля ў Квебеку нядаўна здабылі ствалавыя клеткі крыві ў донараў з крывёй групы A+. Затым яны выкарыстоўвалі тэхналогію Crispr-Cas9 для выдалення генаў, якія кадуюць антыгены A і Rh, у выніку чаго былі атрыманы няспелыя эрытрацыты з нулявым рэзусам і групай O.
Даследчыкі з Барселоны нядаўна ўзялі ствалавыя клеткі ў донара з нулявым рэзусам і выкарыстоўвалі Crispr-Cas9 для пераўтварэння яго крыві з групы A ў групу O, зрабіўшы яе больш універсальнай.
Тым не менш, нягледзячы на гэтыя ўражлівыя поспехі, важна адзначыць, што да стварэння штучнай крыві, вырашчанай у лабараторыі, у прыдатных для выкарыстання маштабах яшчэ далёка.
Адна з цяжкасцей — атрыманне саспелых эрытрацытаў са ствалавых клетак.
У арганізме эрытрацыты вырабляюцца са ствалавых клетак касцявога мозгу, які генеруе складаныя сігналы, якія накіроўваюць іх развіццё. Гэты працэс цяжка прайграць у лабараторыі.
«Існуе дадатковая праблема: пры стварэнні крыві без рэзус-фактару ці любой іншай групы крыві без асобных антыгенаў рост і паспяванне эрытрацытаў могуць быць парушаны, — кажа Дэном, цяпер дырэктар па медыцынскіх пытаннях у медыцынскай кампаніі Grifols Diagnostic Solutions, якая спецыялізуецца на трансфузійнай медыцыне. — Вытворчасць генаў пэўных груп крыві можа прывесці да разбурэння клетачнай мембраны ці страты здольнасці эфектыўна вырабляць эрытрацыты ў клетачнай культуры».
У цяперашні час прафесар Той — адзін з кіраўнікоў першага ў свеце клінічнага выпрабавання, у ходзе якога правяраецца бяспека ўвядзення здаровым добраахвотнікам эрытрацытаў, штучна вырашчаных у лабараторыі са ствалавых клетак донарскай крыві.
Штучную кроў, якая выкарыстоўваецца ў выпрабаванні, генетычна не рэдагавалі, але ўсё ж спатрэбілася 10 гадоў даследаванняў, каб навукоўцы былі гатовыя выпрабаваць яе на людзях.
«На дадзены момант забор крыві з рукі чалавека значна больш эфектыўны і эканамічны, таму ў агляднай будучыні нам па-ранейшаму будуць патрэбныя донары крыві, — кажа прафесар Той. — Але было б сапраўды цудоўна, калі б мы маглі вырошчваць у лабараторыі кроў для людзей з рэдкімі групамі крыві, донараў якой вельмі мала».
Каментары