Nelle situazioni di emergenza c'è spesso urgente bisogno di sangue di tipo 0 (zero), che può essere trasfuso a tutti (donatore universale). Ora uno studio statunitense presentato nel corso del 256esimo meeting dell'American Chemical Society (ACS), a Boston, ha identificato nei batteri dell'intestino umano alcuni enzimi capaci di trasformare il sangue di tipo A e di tipo B in sangue di tipo 0, in un modo 30 volte più efficiente rispetto agli enzimi considerati finora.
Verso globuli neutri. Le caratteristiche dei quattro principali gruppi sanguigni (A, B, AB, 0) sono ereditarie e dipendono dalla presenza o dall'assenza, sulla superficie dei globuli rossi (i corpuscoli nel sangue incaricati del trasporto di ossigeno), di specifiche proteine o antigeni, che vengono riconosciuti dal sistema immunitario e reagiscono con diversi anticorpi.
Nel sangue di gruppo 0, i globuli rossi non presentano antigeni sulla superficie e sono quindi accettati da ogni organismo, indipendentemente dal gruppo sanguigno di appartenenza. I soggetti A, invece, hanno sulla membrana dei propri globuli rossi la proteina A, e nel plasma anticorpi anti-B; un soggetto B presenta sulla membrana dei propri globuli rossi la proteina B e nel plasma anticorpi anti-A.
«Se si riuscisse a rimuovere questi antigeni, che sono semplici zuccheri, allora potremmo convertire il sangue di tipo A e B in sangue di tipo 0», afferma Stephen Withers (Università della British Columbia, Canada), uno degli autori dello studio. Questo è da tempo un obiettivo, per gli scienziati, ma finora non sono stati trovati enzimi abbastanza efficienti e sicuri per portare l'operazione a termine.
Ricerche a tappeto. Withers è ricorso alla metagenomica per rintracciare enzimi con questa "specializzazione". «Con la metagenomica si considerano tutti gli organismi di un determinato ambiente e si estrae la somma totale dei loro DNA, mescolati assieme», spiega Withers. È l'equivalente del calare una grande rete anziché lanciare più volte un singolo amo (che in laboratorio si traduce nel concentrarsi su più colture individuali).
Una spiccata somiglianza. Di solito questa tecnica viene utilizzata per studiare la comunità microbica di un ecosistema. Questa volta è servita a individuare gli enzimi-candidati in un habitat inaspettato: tra i batteri dell'intestino umano. Le pareti del tratto digerente sono ricoperte da secrezioni mucose a base di mucine, che sono glicoproteine (cioè proteine che includono una parte glucidica, ossia zuccheri). Questi zuccheri, che nutrono i batteri intestinali coinvolti nella digestione, sono molto simili agli antigeni sui globuli rossi dei gruppi A e B.
I ricercatori si sono focalizzati sugli enzimi che servono ai batteri per tagliare dalle mucine gli zuccheri di cui hanno bisogno, e ne hanno trovati alcuni capaci di staccare l'antigene dai globuli rossi in modo altamente efficiente - 30 volte di più rispetto ai candidati precedenti.
Secondo Withers, si tratta di candidati molto promettenti per trasformare gruppi sanguigni diversi in donatori universali - ma, come sempre, prima di passare dalla ricerca alla clinica serviranno altri approfonditi studi.
Karl Landsteiner. È lui che dobbiamo ringraziare se oggi la trasfusione di sangue è una fondamentale pratica salvavita, Karl Landsteiner (1868-1943), biologo e fisiologo austriaco, scopritore dei gruppi sanguigni umani e Premio Nobel per la Medicina e la Fisiologia nel 1930 è celebrato oggi da un Doodle. Per l'occasione vi raccontiamo alcune curiosità sul suo lavoro e sulle sue scoperte.
1 - Amava la ricerca scientifica. Rimasto orfano di padre a soli 6 anni, e cresciuto dalla madre alla quale rimase sempre particolarmente devoto, Landsteiner fu mosso, prima ancora che dall'interesse per la salute della persona, da una forte passione per la ricerca di base, che applicò ai campi della chimica e dell'immunologia. Per questo le sue scoperte sono distribuite nell'arco di tutta la sua carriera, e risultano eterogenee nei temi
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2 - Precorse i tempi. Laureatosi in Medicina all'Università di Vienna, dopo 5 anni trascorsi a far ricerca in campo immunologico nei più famosi laboratori d'Europa, Karl Landsteiner rientrò a Vienna dove, nel 1900, scrisse alcune importanti osservazioni sull'agglutinazione del sangue, cioè l'aggregazione di cellule sanguigne che può risultare nel rilascio di tossine letali nel corpo del paziente, a quei tempi uno dei problemi principali riscontrati durante le trasfusioni. Landsteiner dimostrò che il siero, cioè la parte del sangue che non coagula, di alcuni individui, è capace di far "incollare" fra loro i globuli rossi prelevati da altri individui. Contrariamente alle convinzioni dell'epoca, scrisse però che questo fenomeno non era il risultato di una qualche patologia, ma l'effetto di una normale reazione chimica dovuta alla differenza tra sangue del donatore e sangue del ricevente.
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3 - Identificò i gruppi sanguigni. Continuando a indagare su questo fenomeno, Landsteiner arrivò anche a capirne l'origine. Nell'anno successivo identificò infatti tre diversi antigeni nel sangue umano, dimostrando che l'incompatibilità tra diversi tipi di sangue deriva, essenzialmente, da una "reazione allergica". Giunse così a classificare il sangue umano in 4 gruppi distinti: AB, A, B e 0: i cosiddetti gruppi sanguigni. Le differenze sono ereditarie, e consistono nella presenza, o nell'assenza, di specifiche proteine sulla superficie dei globuli rossi, che reagiscono con anticorpi diversi. I soggetti AB, hanno sulla membrana dei propri globuli rossi sia le proteine di tipo A sia quelle di tipo B; nel plasma, quindi, non hanno anticorpi né contro le proteine di tipo A, né contro quelle di tipo B. Sono riceventi universali: il loro plasma, non contenendo anticorpi specifici, non reagirà contro i globuli rossi del donatore, di qualunque tipo questi siano.
I soggetti A, invece, hanno sulla membrana dei propri globuli rossi la proteina A, e nel proprio plasma anticorpi contro la proteina B (non anti-A altrimenti distruggerebbe i propri globuli rossi). Allo stesso modo, un soggetto B presenterà sulla membrana dei propri globuli rossi la proteina B e nel plasma anticorpi anti-A. Diversamente da tutti gli altri, un soggetto 0 non avrà né la proteina A né la proteina B sui propri globuli rossi, mentre nel plasma avrà sia anticorpi anti-A sia anticorpi anti-B. Grazie ai suoi globuli rossi "neutri", è considerato donatore universale, ma potrà ricevere soltanto da un altro soggetto di gruppo 0. Si dice che Landsteiner abbia scoperto i gruppi AB e 0 analizzando il sangue di sei ricercatori del suo laboratorio, e anche il proprio.
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4 - Grazie a lui sono possibili le trasfusioni. La "reazione allergica" individuata da Landsteiner (l'agglutinazione, appunto) non avviene quando si mischia sangue dello stesso tipo, ma solo quando si fanno trasfusioni con sangue di tipo diverso, se i gruppi sanguigni sono incompatibili. In questo caso, gli anticorpi presenti nel sangue si dirigono verso gli antigeni dei globuli rossi, e ne neutralizzano la carica elettrica. Cellule che normalmente si sarebbero respinte, si agglomerano costituendo una sorta di collegamento a ponte. Un'altra grave conseguenza di trasfusioni sbagliate è l'emolisi: la distruzione dei globuli rossi estranei da parte del sistema immunitario del ricevente, che provoca uno shock nell'organismo e in alcuni casi, la morte del paziente. Prima della conoscenza dei gruppi sanguigni, questi fenomeni erano un rischio concreto, che non si poteva prevedere se non trasferendo ridotte quantità di sangue, per limitare i danni.
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5 - Ci ha evitato le trasfusioni da animale a uomo (peraltro letali). Le morti per trasfusioni sbagliate erano così frequenti prima di Landsteiner che nel XVII secolo questa pratica, in uso fin dal Medioevo, era stata quasi abbandonata. In epoche precedenti si era sperimentata la trasfusione di sangue animale: attorno al 1670, il medico parigino Jean-Baptiste Denys pensò di aver salvato la vita a un quindicenne e a una partoriente praticando loro trasfusioni con sangue di pecora. I pazienti, in effetti, erano sopravvissuti, ma soltanto perché il medico aveva trasferito quantità molto piccole di sangue. Altrimenti avrebbero probabilmente fatto la fine degli altri pazienti di Denys che, sottoposti allo stesso trattamento, morirono tutti. Nel disegno, una trasfusione da sangue di agnello nella metà del '600.
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6 - Ha fatto scuola (e ispirato molti alti medici). Fu solo nel 1816, con il medico inglese John Henry Leacock, che si arrivò alla conclusione che, per funzionare, le trasfusioni dovevano avvenire tra membri della stessa specie. Nel 1907, sulla scia delle osservazioni di Landsteiner, Reuben Ottenberg del Mount Sinai Hospital di New York eseguì le prime trasfusioni "sicure" e di successo. Negli anni successivi si confermò l'ereditarietà dei gruppi sanguigni, che vennero usati anche come "test di paternità".
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7 - Ha salvato più di un miliardo di vite umane. Poi arrivò la Prima Guerra Mondiale, che rese la necessità di trasfusioni ancora più pressante: la chirurgia su organi interni, fino ad allora impossibile perché bisognosa di grandi quantità di sangue, fu per la prima volta eseguita su larga scala, salvando un numero impressionante di vite (come avvenne anche nella II Guerra Mondiale, nella foto). Per questo il sito statunitense scienceheroes.com ha inserito Landsteiner al secondo posto nella classifica dei medici che hanno salvato più vite (oltre un miliardo). Al primo si trovano i chimici Fritz Haber e Carl Bosh, che inventando i fertilizzanti hanno salvato ben 2,7 miliardi di persone dalla fame (effetti collaterali esclusi).
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8 - I suoi studi sono ancora oggi alla base del metodo per determinare il gruppo sanguigno. Oggi per determinare il gruppo sanguigno di appartenenza, si esegue il cosiddetto "test di agglutinazione": una goccia di sangue viene fatta reagire con del siero che contiene due tipi di anticorpi (anti-A e anti-B) e si osserva la reazione delle cellule. Se queste formano agglomerati reagendo con il siero anti-A e non lo fanno col siero anti-B, il gruppo sanguigno di quella persona è di tipo A; se accade il fenomeno opposto il gruppo è B. Se le cellule si uniscono con entrambi i sieri il gruppo è AB, e se non lo fanno affatto è 0.
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9 - Ha scoperto il fattore Rh. Dal 1919 al 1922 Karl Landsteiner fu all'Aia, in Olanda, dove si dedicò a un'intensa produzione di articoli scientifici. Poi, venne chiamato al Rockefeller Institute for Medical Research di New York, dove, con il collega Alexander Wiener, nel 1940 individuò il fattore sanguigno Rh (dal nome della scimmia in cui fu per la prima volta identificato, il macaco Rhesus). Si tratta di un sistema costituito da 13 proteine, incastonate nella membrana dei globuli rossi. Tutti gli esseri umani sono forniti di questo gruppo di proteine, dunque non dovrebbero esserci problemi. Tuttavia una di queste proteine (quella denominata D) non è sempre presente. È questo il motivo per cui alcuni gruppi sanguigni sono denominati Rh+ e altri Rh-. I primi hanno il complesso Rh completo, gli altri hanno soltanto 12 proteine e sono privi della D. Fortunatamente, questa mancanza riguarda soltanto il 15% della popolazione umana.
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10 - Fece ricerche fondamentali sulla polio. Karl Landsteiner portò avanti anche un lavoro di ricerca fondamentale sul virus della poliomielite. Fu lui a dimostrare, nel 1908, che la causa di questa infezione poteva essere trasmessa alle scimmie per via nasale attraverso sangue ottenuto da un ragazzo morto per polio, e che il decorso della malattia nei macachi era simile a quello osservato nell'uomo. Si era così ottenuto un modello sperimentale della malattia, causa di diffuse epidemie. Landsteiner osservò anche che l'origine dell'infezione non era un batterio, ma un virus (nella foto). Salk avrebbe poi sviluppato un vaccino, qualche decennio più tardi.
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11 - Rimase al lavoro fino all'ultimo.. Per natura piuttosto pessimista, Landsteiner condusse - soprattutto negli ultimi anni, da professore emerito del Rockefeller Institute - una vita piuttosto ritirata. Morì letteralmente con le provette in mano, a 75 anni, ancora nel pieno dell'attività di ricerca: il 24 giugno 1943 fu colpito da un attacco di cuore mentre si trovava nel suo laboratorio. Sarebbe spirato due giorni più tardi nello stesso ospedale dell'Istituto a cui tanto aveva dato negli ultimi anni di carriera.
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