Γνωρίζουμε πολλά πράγματα σχετικά με τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για τις ομάδες αίματος. Ωστόσο, ακόμα διαθέτουμε περιορισμένες γνώσεις σχετικά με τους λόγους που τα επίπεδα των μορίων της ομάδας αίματος διαφέρουν μεταξύ των ατόμων.

Και αυτό μπορεί να είναι σημαντικό για την ασφάλεια στη μετάγγιση αίματος. Μια ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο Lund στη Σουηδία έχει αναπτύξει μια εργαλειοθήκη που δίνει την απάντηση, λύνοντας ένα μυστήριο 50 ετών.  Η μελέτη δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Nature Communications.

Τα συστήματα των ομάδων αίματος

Τα τελευταία 30 χρόνια, η ερευνητική ομάδα στο Lund μελέτησε τη γενετική βάση των διάφορων ομάδων αίματος μας και η έρευνά της έθεσε τα θεμέλια έξι νέων συστημάτων ομάδων αίματος. Στην επιφάνεια των ερυθρών αιμοσφαιρίων βρίσκονται πρωτεΐνες και υδατάνθρακες που μοιάζουν πολύ μεταξύ των ανθρώπων.

Ωστόσο, μικρές διαφορές σε αυτά τα μόρια έχει αποδειχθεί ότι οφείλονται σε γενετικές παραλλαγές που κωδικοποιούν αυτό που γνωρίζουμε ως αντιγόνα ομάδας αίματος. Αυτό που δεν έχει γίνει κατανοητό μέχρι τώρα είναι γιατί οι άνθρωποι με την ίδια ομάδα αίματος μπορεί να έχουν διαφορετικές ποσότητες αντιγόνου συγκεκριμένης ομάδας αίματος στα ερυθρά αιμοσφαίρια τους.

«Αυτό είναι σημαντικό, γιατί αν έχετε μόνο μερικές εκατοντάδες μόρια ομάδας αίματος ανά κύτταρο αντί για χίλια ή ακόμη και ένα εκατομμύριο μόρια, τότε υπάρχει κίνδυνος να χαθούν κατά τη δοκιμασία συμβατότητας του αίματος, κάτι που μπορεί να επηρεάσει την ασφάλεια μιας μετάγγισης αίματος», εξηγεί ο Martin L Olsson, καθηγητής Μεταγγίσεων Ιατρικής στο Πανεπιστήμιο Lund και σύμβουλος στην Κλινική Ανοσολογία και Ιατρική της Μετάγγισης, Περιφέρεια Skåne, ο οποίος είναι επικεφαλής του project.

Παράγοντες μεταγραφής: Στροφή του γενετικού διακόπτη

Με δεδομένο ότι η συνήθης γενετική ανάλυση δεν μπορούσε να απαντήσει σε αυτό το ερώτημα, η ερευνητική ομάδα έστρεψε την προσοχή της σε μια ομάδα πρωτεϊνών που ονομάζονται παράγοντες μεταγραφής. Πρόκειται για μόρια που μπορούν να αναγνωρίσουν διαφορετικές θέσεις «προσγείωσης» στο DNA και να λειτουργήσουν σε κάποιο βαθμό σαν διακόπτης φωτός για να σβήσουν/να μειώσουν τα γονίδια ή να τα κάνουν να εκφραστούν πιο έντονα. Ως εκ τούτου, οι παράγοντες μεταγραφής είναι σημαντικοί για την παραγωγή διαφορετικών πρωτεϊνών στα κύτταρα.

Με τη βοήθεια μιας σειράς εργαλείων βιοπληροφορικής (που αποκαλείται αγωγός) που αναπτύχθηκε από τη φοιτήτρια, Gloria Wu, που έκανε διδακτορική διατριβή, οι ερευνητές μπόρεσαν να εντοπίσουν σχεδόν 200 θέσεις «προσγείωσης» για παράγοντες μεταγραφής σε 33 διαφορετικά γονίδια ομάδας αίματος στο DNA μας.

Στη συνέχεια, για να ελέγξει τον αγωγό προκειμένου να δει αν οι προβλέψεις ήταν σωστές, η ομάδα ερεύνησε έναν από τους πιο σημαντικούς παράγοντες μεταγραφής για την ανάπτυξη ερυθρών αιμοσφαιρίων. Ήθελαν να δουν εάν υπήρχε γενετική αλλαγή σε ένα από αυτά τα σημεία προσγείωσης. Αυτό θα μπορούσε να αποκαλύψει τον λόγο για τον οποίο μια συγκεκριμένη ομάδα αίματος δεν γινόταν συμβατή.

Το άλυτο μυστήριο

Για να δουν πώς θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στην πράξη τα αποτελέσματα της μελέτης, οι ερευνητές εστίασαν σε μια παραλλαγή ομάδας αίματος που ονομάζεται φαινότυπος Helgeson, στην οποία το ερυθρό αιμοσφαίριο έχει ασυνήθιστα μικρή ποσότητα του μορίου που ονομάζεται Υποδοχέας Συμπληρώματος 1 (CR1), μια σημαντική πρωτεΐνη για την ανοσολογική μας απάντηση.

Η ομάδα αίματος – φαινότυπος Helgeson ήταν ένα μυστήριο για τους ερευνητές για πολύ καιρό. Περίπου το 1% του πληθυσμού έχει αυτήν την ομάδα αίματος, αλλά δεν ήταν δυνατό να εντοπιστεί ούτε με τη βοήθεια τεχνικών ανίχνευσης του DNA. Επιπλέον, ο μηχανισμός πίσω από τη χαμηλή έκφραση του υποδοχέα CR1 παραμένει ανεξήγητος.

«Η Margaret Helgeson ήταν ιατρική τεχνολόγος στη Μινεάπολη τη δεκαετία του 1970. Προσπαθούσε να βρει συμβατό αίμα για έναν ασθενή που χρειαζόταν μετάγγιση αίματος. Παρά τις προσπάθειές της, δεν μπόρεσε να βρει κατάλληλες μονάδες αίματος. Καθώς ήταν σε απόγνωση, δοκίμασε το αίμα της και έκπληκτη διαπίστωσε ότι ταίριαζε», αφηγείται η Jill Storry, επίκουρος καθηγήτρια πειραματικής ιατρικής μετάγγισης στο Πανεπιστήμιο Lund και ένας από τους ερευνητές που συμμετείχαν στη μελέτη.

Έτσι η ομάδα αίματος έγινε γνωστή ως Helgeson. Γιατί όμως μια μικρή ομάδα ανθρώπων έχει αυτή την αδύναμη ομάδα αίματος; Αποδεικνύεται ότι οι αιμοδότες και οι ασθενείς με την ομάδα αίματος Helgeson έχουν χαμηλή έκφραση του υποδοχέα CR1 λόγω μιας γενετικής παραλλαγής στην αλληλουχία DNA του σημείου προσγείωσης για έναν σημαντικό παράγοντα μεταγραφής. Αυτό σημαίνει ότι ο παράγοντας μεταγραφής δεν μπορεί να προσκολληθεί εκεί όπου θα έπρεπε και να προωθήσει την παραγωγή του CR1.

«Τώρα το γονίδιο είναι απλώς αδρανές. Στη μελέτη μας, δείξαμε επίσης ότι αυτή η γενετική παραλλαγή είναι πιο κοινή στους Ταϊλανδούς αιμοδότες σε σύγκριση με τους Σουηδούς αιμοδότες, κάτι που είναι λογικό αφού γνωρίζουμε από προηγούμενες μελέτες ότι χαμηλότερα επίπεδα στον υποδοχέα CR1 προστατεύουν από την ελονοσία», εξηγεί ο Martin L. Olsson.

Παρότι είναι δύσκολο να ανιχνευθεί η χαμηλότερη έκφραση του CR1 σε ένα εργαστήριο αιμοδοσίας, παρέχει προστασία από την ελονοσία, ειδικά σε περιοχές όπως η Νοτιοανατολική Ασία όπου η συγκεκριμένη ασθένεια είναι συνηθισμένη. Χάρη σε αυτή τη μελέτη, κατανοούμε τους μηχανισμούς πίσω από την ομάδα αίματος Helgeson και γιατί μπορεί να είναι πιο δύσκολο να ανιχνευθεί σε ορισμένους πληθυσμούς.

«Με βάση αυτά που γνωρίζουμε τώρα, μπορούμε να βελτιώσουμε τις εργαστηριακές εξετάσεις συμβατότητας. Στόχος μας είναι να ενημερώσουμε το υπάρχον chip DNA -ή βιοτσίπ- το οποίο χρησιμοποιείται για τις δοκιμασίες συμβατότητας των ομάδων αίματος με τη νέα παραλλαγή, η οποία θα οδηγήσει σε μια ασφαλέστερη διαγνωστική δοκιμασία», λέει η Gloria Wu.

Το επόμενο βήμα

Με τη βοήθεια αυτού του βιοπληροφοριακού αγωγού, που καθιστά δυνατή την πλήρη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ρυθμίζονται τα γονίδια της ομάδας αίματος μας, η ερευνητική ομάδα μπορεί να συνεχίσει να εφαρμόζει τα ευρήματά της σε άλλες ομάδες αίματος. Επίσης, αυτή η εργαλειοθήκη που αναπτύχθηκε μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευρύτερα.

«Η επόμενη πρόκληση είναι να κατανοήσουμε καλύτερα τη λειτουργία των ομάδων αίματος συνδέοντας τις πληροφορίες από μεγάλες βάσεις δεδομένων για το πώς οι ασθένειες επηρεάζουν διαφορετικά τους ανθρώπους ανάλογα με την ομάδα αίματος τους», καταλήγει ο Martin L. Olsson.