Grazie alla perfusione ex-vivo, i ricercatori hanno modificato il gruppo sanguigno di un polmone prelevato da un donatore di tipo A al tipo 0, che può essere donato a qualsiasi persona
L’attesa di un trapianto è una corsa contro il tempo e contro la scarsità di organi, soprattutto per i pazienti con il gruppo sanguigno 0, che possono ricevere un organo solo da una persona con lo stesso gruppo. I ricercatori della British Columbia University (Canada) hanno ideato un metodo per ottenere polmoni "universali", usando una coppia di enzimi che convertono le cellule che determinano il gruppo sanguigno da A in 0 (abbiamo parlato di gruppo sanguigno universale anche qui). Hanno condotto i test sull’organo prelevato da un donatore, grazie a una tecnica chiamata perfusione ex-vivo, e hanno simulato un trapianto perfondendo i polmoni con un plasma di gruppo 0 – che non ha causato alcuna reazione di rigetto. Secondo l’articolo pubblicato a febbraio su Science Translational Medicine, questo sistema può aumentare la quantità di organi e ridurre i tempi di attesa per i trapianti.
TRAPIANTI E GRUPPI SANGUIGNI
L’Italia è ai primi posti in Europa per numero di donazioni e trapianti. Dopo la brusca frenata del 2020, con la prima ondata della pandemia di COVID-19, nel 2021 la Rete trapianti ha registrato un aumento del 12,1% delle donazioni e del 9,9% dei trapianti, che sono tornati ai livelli pre-pandemia. Attualmente, però, i donatori sono circa 23 per milione di abitanti e gli organi trapiantabili coprono solo un terzo delle richieste. Ogni paziente deve aspettare in media tre anni per ricevere un organo. Le attese sono maggiori per gli individui con gruppo sanguigno 0, che hanno anche una probabilità del 20% in più di morire prima del trapianto.
Il motivo è che le persone di gruppo 0, che in Italia sono circa il 40% della popolazione, possono ricevere gli organi soltanto dai donatori del proprio gruppo. Nel sistema AB0, l’appartenenza a ogni gruppo è determinata dal tipo di oligosaccaridi (molecole di zuccheri) espressi sulla superficie dei globuli rossi e della maggior parte delle cellule epiteliali ed endoteliali. Tutti gli esseri umani possono quindi essere divisi in: gruppo A (con antigene A, N-acetilgalattosamina), gruppo B (con antigene B, D-galattosio), gruppo AB (con entrambi gli antigeni A e B) e gruppo 0 (senza alcun antigene).
LE COMPATIBILITÀ NEL SISTEMA AB0
Sin dai primi anni di vita, il sistema immunitario produce anticorpi contro l’antigene "mancante", con cui viene in contatto naturalmente, poiché zuccheri molto simili a quelli del sistema AB0 sono presenti in natura, nel cibo o nei microrganismi. Un individuo di gruppo A, quindi, possiede anticorpi anti-B e viceversa. Gli individui di gruppo 0 hanno sia anticorpi anti-A che anti-B: non possono quindi ricevere sangue o organi da persone di gruppo sanguigno diverso da 0, perché il loro sistema immunitario li distruggerebbe, dando vita a una forte reazione infiammatoria potenzialmente letale.
Una delle strategie per ampliare la platea dei donatori consiste nell’uso di enzimi che rimuovono gli antigeni A e B dalla superficie delle cellule. Questi convertono di fatto un gruppo A, B o AB in un gruppo 0, che è un cosiddetto donatore universale, perché non ha antigeni. Nel 2019, in un articolo pubblicato su Nature Microbiology, i ricercatori della British Columbia University avevano isolato dal batterio intestinale Flavonifractor plautii due enzimi che lavorano con un’efficienza fino a 30 volte maggiore rispetto a quelli studiati in passato. Il primo - l’N-acetilgalattosamina deacetilasi - converte l’antigene A in una molecola chiamata galattosamina, il secondo – la galattosaminidasi - rimuove l’ammina lasciando la cellula priva di antigene.
LA PERFUSIONE POLMONARE EX-VIVO
La maggior parte degli animali modello ha dei gruppi sanguigni non paragonabili a quelli umani e non è adatta per testare questo sistema. Nell'articolo pubblicato di recente su Science Translational Medicine, i ricercatori della British Columbia University hanno sperimentato i loro enzimi su un paio di polmoni umani attraverso la tecnica EVLP (ex-vivo lung perfusion). Si tratta di una speciale macchina che fornisce ai polmoni l'ossigeno e i nutrienti per sopravvivere al di fuori del corpo umano. Viene usata anche per trasportare soluzioni o farmaci e per rimuovere mediatori chimici dannosi o l’acqua in eccesso nel tessuto polmonare.
Questa tecnica mantiene in vita i polmoni per molte ore dopo l’espianto dal donatore, un tempo necessario per le analisi anatomo-patologiche che precedono il trapianto. Il tasso di utilizzo dei polmoni donati, tuttavia, è sensibilmente più basso di quello degli altri organi (15-20%): molti finiscono scartati pur essendo compatibili a causa di complicanze, come contusioni o danni da pressione causati dalla ventilazione meccanica. Ma si stima che il 40% dei polmoni giudicati inadeguati potrebbe essere recuperato, "pulito" e rivitalizzato attraverso la EVLP.
VERSO POLMONI UNIVERSALI
In questo studio, i ricercatori hanno usato l’ELVP per trasportare una soluzione contenente i due enzimi nel polmone adulto. Dopo un’ora, l’antigene A era stato rimosso dalla maggior parte delle cellule e il polmone aveva l’aspetto cellulare di un organo di tipo 0. Per raggiungere questo risultato, sono stati usati soltanto 2 milligrammi di enzima (contro i 10 milligrammi degli esperimenti precedenti). Sempre attraverso la ELVP, i ricercatori hanno poi simulato un trapianto, veicolando nel polmone il plasma di un individuo di gruppo 0, con anticorpi anti-A. Il contatto con il plasma non ha provocato alcuna reazione di rigetto e non ha danneggiato i polmoni che erano stati trattati con gli enzimi.
Un importante limite della ricerca è che non si conosce ancora la durata di questa modifica. L’organismo potrebbe rigenerare gli antigeni rimossi con gli enzimi: gli esperimenti hanno dimostrato che questo non avviene nelle ore immediatamente successive al trattamento, ma mancano i dati post-trapianto. Tra i prossimi passi, quindi, ci sarà quello di testare il sistema su un modello animale compatibile. La speranza è di traslare questo approccio in clinica, dove gli individui di tipo A e 0 rappresentano l’85% del totale: i polmoni universali, pronti in poche ore, aumenterebbero di molto il numero dei potenziali riceventi.
