Magia „sângelui de aur”: cum încearcă oamenii de știință să recreeze cea mai rară grupă sanguină din lume - și de ce

Grupa sanguină Rh-nul se regăsește la doar una din șase milioane de persoane. Acum cercetătorii încearcă să o creeze artificial într-un laborator, în speranța că ar putea salva vieți.

Transfuziile de sânge au schimbat radical medicina modernă. Dacă avem vreodată ghinionul să ne rănim sau să avem nevoie de o intervenție chirurgicală serioasă, sângele donat de alte persoane ne poate salva viața.

Dar nu toată lumea poată beneficia de această procedură remarcabilă. Pentru persoanele cu grupe sanguine rare este mult mai dificil să găsească donații de sânge care să se potrivească cu al lor.

Una din cele mai rare grupe - tipul Rh-nul - s-a găsit până acum la doar 50 de persoane din lume. În cazul în care ele ar fi implicate vreodată într-un accident și ar necesita, prin urmare, o transfuzie, șansele lor de a primi una ar fi minuscule. Persoanelor cu grupa sanguină Rh-nul li se recomandă să-și înghețe propriul sânge și să-l depoziteze pe termen lung.

Chiar dacă este extrem de rară, această grupă sanguină este apreciată și din alte motive. În cadrul comunității medicale și de cercetare, este cunoscută uneori sub numele de „sânge de aur” datorită modurilor în care poate fi utilizată.

Ea ar putea ajuta la crearea unor transfuzii de sânge universale, pe măsură ce oamenii de știință caută noi modalități de a depăși problemele de imunitate care restricționează la ora actuală întrebuințarea sângelui donat.

Cum sunt clasificate grupele sanguine

Tipul de sânge care circulă prin corpul tău este clasificat în funcție de prezența sau absența unor anumite substanțe pe suprafața globulelor tale roșii, denumite și hematii.

Aceste substanțe, denumite antigene, sunt compuse din proteine sau zaharuri care ies la suprafața celulei și pot fi detectate de sistemul imunitar al corpului uman.

„Dacă ți se face o transfuzie cu sânge donat care conține antigene diferite de cele ale propriului tău sânge, vei produce anticorpi împotriva acestui sânge și-l vei ataca”, spune Ash Toye, profesor de biologie celulară la Universitatea din Bristol.

„Dacă ți se face din nou o transfuzie cu același tip de sânge, viața ta poate fi în pericol.”

Cele două sisteme de clasificare a grupelor sanguine care provoacă cel mai intens răspuns imunitar sunt ABO și factorul Rhesus (Rh). O persoană cu grupa sanguină A are antigene A pe suprafața celulelor roșii, câtă vreme altcineva cu grupa sanguină B are antigene B. Grupa de sânge AB presupune prezența ambelor antigene A și B, iar persoanele cu grupul O nu au niciun antigen pe suprafața celulelor roșii. Fiecare grupă sanguină are un factor Rh-pozitiv (Rh+) sau negativ (Rh-).

Persoanele cu grupa sanguină O negativ sunt de obicei cunoscute drept donatori universali, deoarece tipul lor de sânge nu conține antigene A, B sau Rh. Cu toate acestea, este vorba de fapt de o simplificare excesivă.

În primul rând, conform informațiilor disponibile în octombrie 2024, la ora actuală sunt recunoscute 47 de grupe sanguine și 366 de diverse antigene. Asta înseamnă că o persoană care primește o donație de sânge O-negativ ar putea în continuare avea o reacție imunitară la orice alt antigen prezent - deși unele antigene provoacă reacții mai puternice decât altele.

În al doilea rând, există peste 50 de antigene Rh. Când se vorbește despre oameni care au Rh-, este vorba despre antigenul Rh(D), dar celulele lor roșii conțin și alte proteine Rh.

La nivel global, există o diversitate uriașă a antigenelor Rh, ceea ce îngreunează sarcina de a găsi donatori compatibili, mai ales pentru persoanele care aparțin unor minorități etnice în diverse țări.

Cu toate acestea, persoanelor cu grupa sanguină Rh-nul le lipsesc toate cele 50 de antigene Rh. Deși acești oameni nu pot primi alt tip de sânge, grupa sanguină Rh-nul este compatibilă cu toate dintre multele variațiuni Rh.

Asta face tipul de sânge O cu Rh-nul extrem de valoros, deoarece majoritatea persoanelor îl pot primi, inclusiv indivizii cu toate variantele de sânge ABO.

În cazul urgențelor în care tipul de sânge al pacientului nu este cunoscut, i s-ar putea face o transfuzie cu grupa sanguină O cu Rh-nul, cu un risc minim de a declanșa o reacție alergică. Din acest motiv, cercetători din părți diferite ale lumii caută metode de a recrea artificial acest „sânge de aur”.

„Antigenele Rh [declanșează] o reacție imunitară semnificativă, iar dacă nu există niciun fel de antigen, practic nu ai la ce să reacționezi”, spune prof. Toye.

„Dacă ai grupa sanguină O cu Rh-nul, atunci e destul de universală. Dar există totuși și alte tipuri de sânge pe care trebuie să le ai în vedere.”

Originile tipului de sânge Rh-nul

Cercetările recente au dezvăluit că tipul de sânge Rh-nul este rezultatul mutațiilor genetice care afectează o proteină ce joacă un rol esențial în celulele roșii, cunoscută drept glicoproteina asociată cu Rh, sau RHAG.

Aceste mutații par să scurteze sau să modifice forma acestei proteine, inhibând manifestarea altor antigene Rh.

Într-un studiu de cercetare din 2018, prof. Toye și colegii săi de la Universitatea din Bristoul au recreat artificial grupa sanguină Rh-nul într-un laborator. Pentru asta, au studiat o linie celulară - o cultură de celule crescută în laborator - de celule roșii imature.

Echipa a folosit apoi tehnica Crispr-Cas9 de editare genică pentru a elimina genele care codifică antigenele celor cinci sisteme de grupe sanguine care sunt colectiv responsabile pentru majoritatea incompatibilităților care apar în timpul transfuziilor de sânge. Aceasta a inclus antigenele ABO și Rh, precum și alte antigene denumite Kell, Duffy și GPB.

„Am ajuns la concluzia că, dacă eliminăm cinci, atunci asta va crea o celulă ultra-compatibilă, deoarece i s-au îndepărtat cele cinci cele mai problematice tipuri de sânge”, spune prof. Toye.

Celulele de sânge rezultate ar fi compatibile atât cu grupele sanguine principale, cât și cu tipurile de sânge rare precum Rh-nul și fenotipul Bombay, care se regăsește la doar unul din fiecare patru milioane de oameni.

Persoanele cu această grupă sanguină nu pot primi transfuzii de sânge de tip O, A, B sau AB.

Tehnicile de editare genică, însă, sunt controversate și reglementate cu strictețe în multe părți ale lumii, lucru care înseamnă că va dura ceva timp până ce acest tip de sânge ultra-compatibil va putea deveni disponibil clinic.

El ar trebui să treacă prin multe runde de studii clinice și de testare pentru a primi aprobările necesare.

Între timp. prof. Toye a co-fondat o companie independentă axată pe cercetarea academică, Scarlet Therapeutics, care colectează donații de sânge de la persoanele cu grupe sanguine rare, inclusiv Rh-nul.

Echipa vrea să folosească acest sânge pentru a crea linii celulare care pot fi dezvoltate în laborator pentru a produce celule roșii pe termen nelimitat. Acest sânge cultivat în laborator ar putea apoi să fie înghețat și depozitat pentru cazurile de urgență în care persoanele cu grupe sanguine rare ar avea nevoie de el.

Prof. Toye speră să creeze bănci de tipuri de sânge rar în laborator fără a apela la tehnicile de editare genică, deși acestea ar putea juca un rol în viitor.

"If we can do it without editing, then great, but editing is an option for us," he says.

"Part of what we're doing is we're carefully selecting donors to try and make all of their antigens as compatible as possible for most people. Then probably we'll have to gene edit to make it compatible for everybody."

„Dacă putem realiza asta fără editare genică, atunci foarte bine, dar editarea este și ea o opțiune, în ceea ce ne privește”, spune el.

„O parte din ceea ce facem este să selectăm cu atenție donatorii pentru a încerca să le facem toate antigenele cât se poate de compatibile cu majoritatea oamenilor. Apoi probabil că vom folosi editarea genetică pentru a obține o compatibilitate cu toată lumea.”

În 2021, imunologul Gregory Denomme și colegii săi de la Versiti Blood Research Institute, în Milwaukee, Statele Unite, au folosit tehnica de editare genică Crispr-Cas9 pentru a crea grupe de sânge rare personalizate precum Rh-nul, folosind celule stem pluripotente induse de origine umană (iPSC).

Aceste celule stem au proprietăți similare celor embrionare și au potențialul de a se transforma în orice celulă din corpul uman, în condițiile potrivite.

Alți cercetători folosesc un alt tip de celule stem care sunt deja pre-programate ca să devină celule roșii, dar în cazul cărora nu s-a decis încă ce tip. De exemplu, cercetătorii de la Universitatea Laval din Quebec, în Canada, au extras recent celule de sânge stem de la donatori cu sânge A+.

Eu au folosit apoi tehnologia Crispr-Cas9 pentru a îndepărta genele care codifică antigenele A și Rh, producând celule roșii imature de tip O cu Rh-nul. Cercetători din Barcelona, Spania, au luat recent celule stem de la un donator de sânge Rh-nul și au folosit tehnologia Crispr-Cas9 pentru a le modifica sângele de la tipul A la tipul O, făcându-l mai universal.

Cu toate acestea, în ciuda acestor eforturi impresionante, este important să avem în vedere că va fi un drum lung până la fabricarea artificială a sângelui de laborator în proporții destul de mari încât să poată fi folosit de lume.

Una dintre provocări o reprezintă maturizarea celulelor stem în celule roșii.

În corp, celulele roșii provin din celule stem care se găsesc în măduva din oase, care produce semnale complexe pentru a le direcționa evoluția. Acest lucru este greu de replicat în condiții de laborator.

„Mai este și problema faptului că, atunci când creăm grupa sanguină Rh-nul sau orice alt tip de sânge nul, putem perturba dezvoltarea și maturizarea celulelor roșii”, spune Denomme, care lucrează acum drept director de afaceri medicale la Grifols Diagnostic Solutions, o companie medicală specializată în medicina transfuziilor.

„Fabricarea genelor pentru anumite grupe sanguine poate produce desprinderea membranei celulare, sau poate diminua eficiența producerii celulelor roșii într-o cultură celulară.”

Momentan, prof. Toye este unul dintre conducătorii studiului RESTORE, primul studiu clinic la nivel mondial care testează cât de sigur este ca voluntari sănătoși să primească celule de sânge produse artificial într-un laborator pornind de la celule stem donate.

Sângele sintetic folosit în acest studiu nu a fost deloc editat genetic, dar tot a fost nevoie de 10 ani de cercetare pentru a ajunge la momentul în care oamenii de știință au fost pregătiți să îl testeze pe oameni.

„La ora actuală, colectarea de sânge din brațul unei persoane rămâne mult mai eficientă și mai puțin costisitoare, deci tot vom mai avea nevoie de donatori de sânge în viitorul apropiat”, spune prof. Toye.

„Dar în ceea ce-i privește pe oamenii cu grupe sanguine rare, pentru care există foarte puțini donatori compatibili, ar fi foarte interesant dacă le-am putea fabrica mai mult sânge.”

Tradus de Ruxandra Iordache.