Исследователи из Медицинской школы Университета Колорадо раскрыли тайны функционирования и выживания эритроцитов во время хранения. Эти открытия могут привести к улучшению результатов лечения пациентов, получающих переливание крови.

Исследование, проведенное под руководством доктора философии Анджело Д\’Алессандро и доктора философии Трэвиса Немкова, профессора и доцента кафедры биохимии и молекулярной генетики соответственно, и опубликованное в журнале Cell Metabolism , освещает биологические и генетические факторы , которые влияют на энергетический статус запасенных эритроцитов.

Новые возможности персонализированной медицины
«Переливание крови спасает жизни, — сказал Д\’Алессандро, — но не все дозы крови одинаковы из-за факторов донора и обработки, включая то, как долго кровь хранится в банке крови перед переливанием».

В самом крупном исследовании такого рода команда охарактеризовала кровь 13 000 доноров, чтобы определить генетические и биологические факторы, которые регулируют гликолиз человека. Немков добавил: «Этот метаболический путь не только имеет решающее значение для биологии эритроцитов, но и является ключевым регулятором человеческих реакций на физические упражнения , рак (эффект Варбурга), старение и нейродегенерацию, связывая функцию эритроцитов с общим здоровьем человека».

«Это исследование открывает новые возможности для персонализированной медицины в области трансфузиологии», — сказал Д\’Алессандро, старший автор и корреспондент исследования.

«Выявление и использование этих биомаркеров позволит нам адаптировать условия хранения крови к индивидуальным профилям доноров, в конечном итоге улучшая результаты лечения пациентов. Интеграция генетических и биологических маркеров в протоколы хранения крови может позволить продлить срок хранения хранимой крови, оптимизировать управление запасами крови и гарантировать, что пациенты получат переливание более высокого качества».

В эритроцитах отсутствуют ядра и митохондрии, что делает гликолиз их единственным источником генерации аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ является основной энергетической валютой всех клеток. В эритроцитах эта молекула регулирует их способность связывать и выделять кислород и предотвращает их гемолиз или разрушение. Это особенно важно для хранящихся эритроцитов, не только по мере их старения в банках крови, но и для обеспечения их выживания в кровообращении и выполнения своей функции после переливания.

Выявленные генетические маркеры
Было показано, что молодые доноры и доноры латиноамериканского происхождения имеют более высокий уровень АТФ в своей консервированной крови. Важно, что исследование выявило специфические генетические маркеры , которые влияют на гликолиз эритроцитов. Эти генетические полиморфизмы, особенно в генах PFKP, HK1 и CD38/BST1, были связаны с лучшими результатами хранения и сниженным распадом клеток.

«Наше исследование подчеркивает важность учета демографических данных доноров и генетического фона в практике хранения крови», — сказал первый автор Немков. «Понимая эти факторы, мы можем разработать стратегии для улучшения качества и эффективности хранимой крови».

Исследование также предполагает, что уровни АТФ и гипоксантина (HYPX) могут служить биомаркерами для прогнозирования качества сохраненных эритроцитов и их производительности после переливания. Более высокие уровни АТФ были связаны с более низким гемолизом, что означает, что клетки с меньшей вероятностью разрушаются и обеспечивают лучшие результаты после переливания .

В состав исследовательской группы вошла международная группа экспертов, в том числе доктор философии Кирк Хансен, профессор кафедры биохимии и молекулярной генетики Колорадского университета, а также исследователи из Научно-исследовательского института Vitalant, Калифорнийского университета в Сан-Диего, Колумбийского университета в Нью-Йорке, Лаборатории Джексона, RTI International и Университета Вирджинии.