Découverte d'enzymes permettant de créer un sang de donneur universel

Des chercheurs de l'Université de Düsseldorf et de l'Université de Lund ont découvert des enzymes qui, mélangées aux globules rouges, sont capables d'éliminer des sucres spécifiques constituant les antigènes A et B du système de groupes sanguins ABO humain. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Microbiology.

« Pour la première fois, les nouveaux cocktails enzymatiques éliminent non seulement les antigènes A et B bien connus, mais aussi des variants étendus qui n'étaient pas auparavant reconnus comme problématiques pour la sécurité transfusionnelle. Nous sommes proches de la production de sang universel à partir de donneurs de groupe B, même s'il reste encore du travail à faire pour convertir le type A, plus complexe », déclare le professeur Maher Abou Hashem, responsable de l'étude à la DTU et l'un des principaux scientifiques à l'origine de cette découverte.

Il note que cette découverte est le résultat d'une combinaison d'expertise entre les chercheurs de la DTU sur les enzymes du microbiote intestinal humain et les chercheurs de l'Université de Lund dans le domaine des groupes de glucides sanguins et de la médecine transfusionnelle.

Forte demande de sang de donneurs

Les globules rouges humains contiennent des structures glucidiques complexes spécifiques (antigènes) qui définissent les quatre groupes sanguins ABO: A, B, AB et O. Ces antigènes contrôlent la compatibilité entre donneurs et receveurs pour des transfusions sanguines et des transplantations d'organes sûres. Le sang du donneur est analysé pour détecter les marqueurs de maladies et les principaux groupes sanguins, puis peut être conservé au réfrigérateur jusqu'à 42 jours.

Le besoin de sang de donneurs est élevé en raison de la proportion croissante de personnes âgées et du nombre croissant de patients subissant des interventions médicales nécessitant des quantités importantes de sang. La conversion réussie des groupes sanguins A ou B en sang de donneurs ABO universels peut réduire considérablement les coûts logistiques et financiers liés au stockage de quatre groupes sanguins différents.

De plus, le développement du sang de donneur universel augmentera l’approvisionnement en sang de donneur en réduisant la quantité de sang approchant sa date de péremption.

La nécessité d’éliminer les antigènes A et B pour créer du sang de donneur universel s’explique par le fait qu’ils peuvent provoquer des réactions immunitaires potentiellement mortelles lorsqu’ils sont transfusés à des receveurs inappropriés.

L'idée d'utiliser des enzymes pour créer du sang de donneur universel a été proposée il y a plus de 40 ans. Depuis, des enzymes plus efficaces pour éliminer les antigènes A et B ont été découvertes, mais les chercheurs ne parviennent toujours pas à expliquer ou à éliminer toutes les réactions immunitaires associées au sang; ces enzymes ne sont donc pas encore utilisées en pratique clinique.

Enzymes des intestins

Des équipes de recherche de l'Université de Düsseldorf et de l'Université de Lund ont emprunté une nouvelle voie pour trouver des enzymes capables d'éliminer les antigènes sanguins A et B, ainsi que les sucres qui les bloquent. Elles ont découvert de nouveaux mélanges d'enzymes issus de la bactérie intestinale Akkermansia muciniphila, qui se nourrit de la décomposition du mucus qui recouvre la surface intestinale.

Ces enzymes se sont révélées extrêmement efficaces car les sucres complexes présents à la surface de la muqueuse intestinale sont chimiquement similaires à ceux présents à la surface des cellules sanguines.

« La particularité de la muqueuse réside dans le fait que les bactéries qui peuvent y vivre possèdent souvent des enzymes spécialement sélectionnées pour décomposer les structures glucidiques de la muqueuse, notamment les antigènes du groupe sanguin ABO. Cette hypothèse s'est avérée exacte », explique Hashem.

Les chercheurs de cette étude ont testé 24 enzymes, qu’ils ont utilisées pour traiter des centaines d’échantillons de sang.

Les antigènes du groupe sanguin ABO présents à la surface des globules rouges sont également présents sur la paroi intestinale. Les chercheurs ont utilisé une bactérie intestinale spécialisée et sa capacité à utiliser ces antigènes comme nutriments pour développer deux mélanges d'enzymes qui convertissent les globules rouges de types A et B en sang de donneur universel. Graphique: Matthias Jensen, postdoctorant à la DTU. Source: Matthias Jensen, postdoctorant à la DTU.

« Le sang universel permettra une utilisation plus efficace du sang des donneurs et contribuera également à éviter les erreurs de transfusion de sang avec des groupes ABO incompatibles, qui pourraient autrement entraîner des conséquences potentiellement mortelles pour le receveur.

« Lorsque nous pourrons créer du sang de donneur ABO universel, nous simplifierons la logistique du transport et de l'utilisation de produits sanguins sûrs tout en minimisant la perte de sang », explique le professeur Martin L. Olsson, responsable de l'étude à l'Université de Lund.

Les chercheurs de la DTU et de l'Université de Lund ont déposé un brevet pour les nouvelles enzymes et leur méthode de traitement. Ils prévoient de nouvelles avancées dans ce domaine dans le cadre de leur nouveau projet commun au cours des trois ans et demi à venir. En cas de succès, le concept devra être testé dans le cadre d'essais cliniques contrôlés avant d'envisager une production commerciale et une utilisation clinique.