Technologie enzymu umožňuje první úspěšnou přeměnu krevního typu v transplantaci ledvin

První úspěšná lidská transplantace ledvin přeměněná z krevního typu A na univerzální typ O používal speciální enzymy vyvinuté na University of British Columbia, aby pomohla zabránit neshodě a odmítnutí orgánu.

Publikováno dnes v Biomedicínské inženýrství přírodyÚspěch představuje hlavní krok k pomoci tisícům pacientů získat transplantace ledvin dříve.

V experimentu prvního v lidském experimentu byla enzymově přeměněná ledvina transplantována do příjemce mrtvého mozku se souhlasem rodiny, což vědcům umožnilo pozorovat imunitní odpověď, aniž by riskoval život.

Dva dny ledvina fungovala bez známek hyperakutního odmítnutí, což je rychlá imunitní reakce, která může zničit nekompatibilní orgán během několika minut. Třetí den se znovu objevily některé markery krevního typu, což vyvolalo mírnou reakci, ale poškození bylo mnohem méně závažné než v typickém nesouladu a vědci viděli známky, že tělo začalo tolerovat orgán.

„Je to poprvé, co jsme tuto hru viděli v lidském modelu,“ řekl Dr. Stephen Withers, emeritní profesor chemie UBC, který společně vedl vývoj enzymů. „Dává nám to neocenitelný vhled do toho, jak zlepšit dlouhodobé výsledky.“

Průlom je výsledkem více než deset let práce. Na začátku roku 2010 byli Dr. Withers a kolega Dr. Jayachandran Kizhakkedathu, profesor UBC na Katedře patologické a laboratorní medicíny a Centrum pro výzkum krve, zaměřeni na výrobu univerzální dárcovské krve tím, že odstranili cukry, které definují krevní typy.

Stejné cukry nebo AntigenyKrevní cévy varhanních orgánů. Pokud imunitní systém příjemce detekuje nesprávný antigen, útočí. Pacienti typu-O-více než polovina čekacích listů ledvin-mohou dostávat pouze orgány typu O, ale ledviny typu O jsou často dány ostatním, protože jsou všeobecně kompatibilní. Výsledkem je, že pacienti typu-O obvykle čekají o dva až čtyři roky déle a mnozí čekají.

Tradiční metody pro překonání nekompatibility krevního typu v transplantacích vyžadují, aby dny intenzivní léčby odstranily protilátky a potlačily imunitní systém příjemce a vyžadují orgány před živým dárcům. Tento nový přístup mění spíše orgán než pacienta, což znamená, že transplantace by mohly být prováděny rychleji, s menším počtem komplikací a poprvé by mohlo odemknout použití neshodných orgánů typu krve ze zemřelých dárců-když každou hodinu může určit, zda pacient žije nebo umírá.

Klíčem k tomuto přístupu je objev 2019 týmem UBC dvou vysoce účinných enzymů, které odstraňují cukr, který definuje krev typu A, a účinně ji převádí na typ O.

„Tyto enzymy jsou vysoce aktivní, vysoce selektivní a pracují ve velmi nízkých koncentracích,“ řekl Dr. Kizhakkedathu. „Díky tomu byl celý koncept proveditelný.“

Další výzvou bylo použití na celé orgány, které bylo dosaženo v roce 2022, kdy tým Toronto ukázal, že plíce lze převést. Po úspěšných testech na krvi, pak plíce a ledviny (s University of Cambridge) mimo tělo, tato otázka zůstala: Mohl by enzymově přeměněný orgán přežít uvnitř lidského imunitního systému?

Odpověď přišla na konci roku 2023 na zámořské cestě pro Dr. Kizhakkedathu. „Naši spolupracovníci mi ukázali svá data, kde pomocí našich enzymů přeměnili lidskou ledvinu a přeměnili ji na příjemce mrtvého mozku. Fungovalo to krásně.“ Zůstal pozdě, aby zavolal doktorovi Withersovi první věc v BC ráno. „Byl jsem tak nadšený. Byl to sen.“

Antigeny krevního typu působí jako nametagy na buňkách a enzymy UBC působí jako molekulární nůžky a odřízly „nametag“, který označuje typ A a odhaluje typ O pod nimi.

Je to jako odstranění červené barvy z auta a odhalení neutrálního základního nátěru. Jakmile je to hotovo, imunitní systém již nevidí orgán jako cizí. “

Dr. Stephen Withers, UBC profesor Emeritus of Chemistry

Regulační schválení pro klinické studie je další překážkou a partnerská společnost Spin-Off Company Avivo Biomedical povede vývoj těchto enzymů pro aplikaci transplantací a umožní vytvoření univerzální krve dárce na poptávku po transfuzní medicíně.

Potenciál je obrovský. „Tak to vypadá, když se roky základní vědy konečně spojí s péčí o pacienty,“ řekl Dr. Withers. „Vidět naše objevy se blíže k dopadu v reálném světě je to, co nás udržuje vpřed.“