Sangue universale: la chiave nel microbiota intestinale

In una situazione d’emergenza medica, l’impossibilità di accedere a una trasfusione di sangue per incompatibilità è abbastanza frequente e problematica. Avere a disposizione un sangue universale ci renderebbe invece indipendenti dalla laboriosa procedura di “rifornimento di sangue” all’interno delle strutture mediche.

L’unico gruppo sanguigno fortunato in questo senso è quello 0, così detto donatore universale. La motivazione risiede nel fatto che le persone dotate di questo gruppo sanguigno presentano, sulla membrana dei loro globuli rossi, un antigene 0, privo di glicoproteine ossia di determinanti antigenici (Figura 1). Insomma, nessun attacco da parte del sistema immunitario del ricevente, contro il sangue del donatore, è possibile in assenza di queste proteine di riconoscimento.

Immagine 1: Schema dei tipi di globuli rossi specifici per ciascun gruppo sanguigno

Da anni, nel mondo della ricerca scientifica, una grande attenzione è rivolta agli enzimi capaci di “digerire” le glicoproteine antigeniche espresse sulla membrana dei globuli rossi dei gruppi sanguigni A e B, in modo tale da ottenere un sangue universale “artificiale”. Il problema principale degli enzimi identificati fino ad ora risiede nella loro efficacia digestiva.

Recentemente, un gruppo di ricercatori capeggiati da Stephen G. Whiters della British University of Columbia, in Canada, ha presentato dei risultati sorprendenti riguardo l’identificazione di un gruppo di questi enzimi. Si tratta di enzimi di origine batterica, 30 volte più efficienti rispetto a quelli sinora conosciuti in natura.

I risultati dello studio, da poco presentati al 25° Congresso Nazionale della Società Americana di Chimica (Meeting & Exposition of the American Chemical Society, l’ACS) derivano dall’applicazione di una serie di avanzate tecniche di metagenomica.

A partire dal DNA genomico estratto dai più svariati campioni ambientali, da terreni forestali a campioni di feci umane e animali, i ricercatori si sono serviti di complesse analisi bioinformatiche per individuare nuovi enzimi in grado di digerire le glicoproteine presenti sugli antigeni dei gruppi sanguigni A e B. Le metodologie ad high-throughput che sono state applicate in questo studio sono due.

La prima prevede la costruzione di librerie di geni codificanti per enzimi della famiglia delle glicosidasi. Le sequenze geniche selezionate sono state organizzate in sub-famiglie filogeneticamente diverse. I geni di ciascuna sub-famiglia sono stati sintetizzati ed espressi in E. coli e la libreria è stata quindi analizzata per l’identificazione dell’attività enzimatica di interesse.

La seconda metodologia, invece, consente lo screening del repertorio genetico totale dei microrganismi provenienti da un campione ambientale, compresi quelli impossibili da coltivare, attraverso un approccio metagenomico. Il DNA totale di un campione ambientale di interesse è stato frammentato in sequenze geniche di varie dimensioni (dai 3-5 kB ai 40-50 kB). Le sequenze geniche sono state quindi trasformate in E. coli per la costruzione di una libreria di fosmidi. I vari fosmidi sono stati testati con saggi di attività enzimatica a larga scala. Successivamente, i fosmidi candidati per l’attività enzimatica ricercata sono stati sequenziati per l’identificazione della specifica sequenza genica responsabile.

Attraverso questo approccio, il team di Stephen G. Whiters è stato in grado di identificare un nuovo gruppo di glicosidasi specifiche per la contemporanea digestione dei residui di galattosio (Gal) e N-acetilglicosammina (GalNAc), i determinanti antigenici per i globuli rossi dei gruppi A e B. Sorprendentemente, il campione da cui derivano gli enzimi identificati era esattamente un campione di feci umane. Ancora una volta, il nostro microbiota intestinale ci sorprende per le sue potenzialità inaspettate.

Insomma, il sogno di ottenere un sangue universale sintetico, utilizzando gli strumenti “naturalmente presenti nel mondo biologico”, sembra divenire realtà. Ovviamente, si tratta di risultati preliminari ai quali, assicura Stephen G. Whiters, seguiranno dei possibili trial clinici per escludere eventuali conseguenze avverse.

Serena Galiè

Fonti:

  • http://www.sci-news.com/medicine/enzymes-turn-type-a-b-blood-into-universal-type-o-06324.html
  • https://plan.core-apps.com/acsboston18/abstract/fb1ee261-e80d-4602-9c36-aaafb789bf12

Laureata in Biotecnologie Mediche con curriculum internazionale in Management in Medical Biotechnology presso l’Università Alma Mater Studiorum di Bologna. Master in Biotechnology of Environment and Health presso l’Università di Oviedo, in Spagna. Attualmente studentessa di un PhD in Nutrizione e Metabolismo presso l’Università Rovira I Virgili, a Tarragona in Spagna.

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Laureata in Biotecnologie Mediche con curriculum internazionale in Management in Medical Biotechnology presso l'Università Alma Mater Studiorum di Bologna. Master in Biotechnology of Environment and Health presso l'Università di Oviedo, in Spagna. Attualmente studentessa di un PhD in Nutrizione e Metabolismo presso l'Università Rovira I Virgili, a Tarragona in Spagna.

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