보편적인 공혈 혈액을 생성하는 효소가 발견되었습니다.

DTU와 룬드 대학교 연구진은 적혈구와 혼합되었을 때 인간 ABO 혈액형 시스템에서 A형과 B형 항원을 구성하는 특정 당을 제거할 수 있는 효소를 발견했습니다. 이 연구 결과는 Nature Microbiology 저널 에 게재되었습니다.

"이 새로운 효소 칵테일은 최초로 잘 알려진 A형 및 B형 항원뿐만 아니라 이전에는 수혈 안전에 문제가 있다고 인식되지 않았던 확장된 변이체까지 제거합니다. B형 기증자로부터 보편적인 혈액을 생산할 단계에 근접했지만, 더 복잡한 A형을 변환하기 위한 연구가 아직 필요합니다."라고 DTU 연구 책임자이자 이 발견의 주요 과학자 중 한 명인 마헤르 아부 하셈 교수는 말합니다.

그는 이 발견이 인간 장내 미생물의 효소에 대한 DTU 연구진과 혈액 탄수화물 그룹 및 수혈 의학 분야에 대한 룬드 대학 연구진의 전문 지식이 결합된 결과라고 말했습니다.

기증 혈액에 대한 높은 수요

인간의 적혈구는 ABO식 혈액형(A, B, AB, O)을 구분하는 특정 복합 당 구조(항원)를 가지고 있습니다. 이러한 항원은 안전한 수혈과 장기 이식을 위해 헌혈자와 수혈자 간의 적합성을 결정합니다. 헌혈 혈액은 질병 표지자 및 주요 혈액형 검사를 거쳐 최대 42일 동안 냉장 보관할 수 있습니다.

고령 인구 비중 증가와 다량의 혈액이 필요한 의료 시술 환자 증가로 인해 헌혈 혈액의 필요성이 커지고 있습니다. A형 또는 B형 혈액을 보편적 ABO 혈액형으로 성공적으로 전환하면 네 가지 혈액형을 보관하는 데 드는 물류 및 재정적 비용을 크게 줄일 수 있습니다.

또한, 보편적 헌혈 혈액의 개발은 유효기간이 다가오는 혈액의 양을 줄임으로써 헌혈 혈액의 공급을 늘릴 것입니다.

보편적 기증 혈액을 만들기 위해 A 항원과 B 항원을 제거해야 하는 이유는 이러한 항원이 부적절한 수혜자에게 수혈되면 생명을 위협하는 면역 반응을 일으킬 수 있기 때문입니다.

효소를 사용하여 만능 헌혈 혈액을 만드는 개념은 40여 년 전에 제안되었습니다. 그 이후로 A형과 B형 항원을 제거하는 데 더 효과적인 효소들이 발견되었지만, 연구자들은 여전히 혈액과 관련된 모든 면역 반응을 설명하거나 제거할 수 없기 때문에 이러한 효소들은 아직 임상에서 사용되지 않고 있습니다.

장의 효소

DTU와 룬드 대학교 연구팀은 A형과 B형 혈액 항원, 그리고 이를 차단하는 당을 모두 제거할 수 있는 효소를 찾는 새로운 방법을 개발했습니다. 연구팀은 장 표면을 덮고 있는 점액을 분해하여 살아가는 장내세균인 아커만시아 무시니필라(Akkermansia muciniphila)에서 새로운 효소 혼합물을 발견했습니다.

이러한 효소는 매우 효과적인 것으로 밝혀졌는데, 그 이유는 장 점막 표면의 복합 당이 혈액 세포 표면에서 발견되는 복합 당과 화학적으로 유사하기 때문입니다.

하셈은 "점막의 독특한 점은 이 물질에 서식하는 박테리아가 ABO 혈액형 항원을 포함하여 점막의 당 구조를 분해하는 데 특별히 선택된 효소를 가지고 있다는 것입니다. 이 가설은 옳았습니다."라고 말합니다.

이 연구에서 연구진은 24가지 효소를 테스트하여 수백 개의 혈액 샘플을 처리했습니다.

적혈구 표면에서 발견되는 ABO 혈액형 항원은 장 내벽에도 존재합니다. 연구진은 특수 장내 박테리아와 이 항원을 영양소로 이용하는 능력을 이용하여 A형과 B형 적혈구를 만능 헌혈 혈액으로 전환하는 두 가지 효소 혼합물을 개발했습니다. 그래픽: 마티아스 젠슨, DTU 박사후연구원. 출처: 마티아스 젠슨, DTU 박사후연구원.

"범용 혈액은 기증 혈액의 사용을 더욱 효율적으로 만들고, ABO 혈액형이 맞지 않는 혈액을 수혈할 때 발생하는 실수를 방지하는 데 도움이 됩니다. 실수가 발생하면 수혈자에게 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다.

룬드 대학교에서 연구를 총괄하는 마틴 L. 올슨 교수는 "보편적인 ABO 혈액 기증이 가능해지면 혈액 손실을 최소화하면서 안전한 혈액 제품을 운반하고 사용하는 과정이 간소화될 것입니다."라고 말했습니다.

DTU와 룬드 대학교 연구진은 새로운 효소와 그 처리 방법에 대한 특허를 출원했으며, 향후 3년 반 동안 새로운 공동 프로젝트를 통해 이 분야에서 더 많은 진전을 기대하고 있습니다. 만약 성공한다면, 이 개념은 상업적 생산 및 임상 적용을 고려하기 전에 통제된 임상 시험을 거쳐야 할 것입니다.