Gruppi sanguigni-Immagine Credit Public Domain-
Attualmente si sa molto su quali geni siano responsabili dei nostri singoli gruppi sanguigni; tuttavia, non si sa molto su come e perché i livelli delle molecole dei gruppi sanguigni differiscono tra una persona e l’altra. Questa conoscenza può essere importante per la sicurezza delle trasfusioni di sangue. Ora un gruppo di ricerca dell’Università di Lund in Svezia ha sviluppato uno strumento che trova la risposta e, così facendo, ha risolto un mistero vecchio di 50 anni.
Lo studio è stato pubblicato di recente su Nature Communications.
Negli ultimi 30 anni, il gruppo di ricerca di Lund ha studiato le basi genetiche dei nostri numerosi gruppi sanguigni e la loro ricerca ha identificato sei nuovi sistemi di gruppi sanguigni. Sulla superficie dei globuli rossi si trovano proteine e carboidrati molto simili tra le persone.
Tuttavia, è stato dimostrato che piccole differenze in queste molecole sono dovute a varianti genetiche che codificano ciò che conosciamo come antigeni del gruppo sanguigno. Ciò che finora non è stato capito è perché le persone con lo stesso gruppo sanguigno possono avere quantità diverse di un determinato antigene del gruppo sanguigno sui loro globuli rossi.
“Questo è importante, perché se si hanno solo un paio di centinaia di molecole di gruppi sanguigni per cellula invece di mille o addirittura un milione di molecole, allora c’è il rischio che non vengano rilevate in un test di compatibilità del sangue, il che può compromettere la sicurezza dei pazienti durante una trasfusione di sangue”, spiega Martin Olsson, Professore di Medicina Trasfusionale all’Università di Lund e consulente di Immunologia Clinica e Medicina Trasfusionale, nella Scania, una Provincia svedese, che ha guidato il progetto.
Poiché l’analisi genetica di routine non poteva rispondere a questa domanda, il gruppo di ricerca ha rivolto la sua attenzione a un gruppo di proteine chiamate fattori di trascrizione. Si tratta di molecole in grado di riconoscere diversi siti di “legame” nel DNA che funzionano un po’ come un interruttore della luce per spegnere/abbassare i geni o farli esprimere in modo più forte. Pertanto, i fattori di trascrizione sono importanti per la produzione di diverse proteine nelle cellule.
Con l’aiuto di una serie di strumenti bioinformatici (insieme chiamati pipeline) sviluppati grazie alla studentessa Gloria Wu, i ricercatori sono riusciti a localizzare quasi 200 siti di legame per i fattori di trascrizione in 33 diversi geni dei gruppi sanguigni nel nostro DNA. Quindi, per vedere se le previsioni fossero corrette, il gruppo ha studiato uno dei fattori di trascrizione più importanti per lo sviluppo dei globuli rossi per vedere se ci fosse un cambiamento genetico in uno di questi siti di atterraggio. Ciò potrebbe fornire la ragione per cui un determinato gruppo sanguigno è stato sottoregolato a un livello basso.
Spiegano gli autori:
“Gli antigeni dei gruppi sanguigni sono polimorfismi di proteine, glicoproteine e glicani presenti sui globuli rossi (RBC), che possono stimolare la formazione di anticorpi ed evocare successive reazioni trasfusionali in pazienti trasfusi con sangue incompatibile. Le basi genetiche dei polimorfismi dei gruppi sanguigni sono in gran parte risolte, ma i meccanismi molecolari che regolano l’espressione dell’antigene sono molto meno chiari. Il primo esempio scoperto e più noto è il fenotipo Fy(a−b−) (Duffy-negativo) identificato in individui di origine dell’Africa occidentale, causato da una variante a singolo nucleotide (SNV) nella regione del promotore di ACKR1 che interrompe un Sito di legame GATA1 e abolisce l’espressione di ACKR1 sui globuli rossi”.
Il mistero irrisolto del gruppo sanguigno
Per vedere come potrebbero essere utilizzati i risultati dello studio, i ricercatori si sono concentrati su una variante del gruppo sanguigno chiamata Helgeson, in cui i globuli rossi hanno insolitamente poco di una molecola chiamata Complement Receptor 1 (CR1), una proteina importante per la nostra risposta immunitaria.
Il gruppo sanguigno Helgeson è stato a lungo un mistero che sfuggiva al mondo della ricerca. Circa l’1% della popolazione possiede questo gruppo sanguigno, ma non è stato possibile rilevarlo nemmeno con l’aiuto delle tecniche del DNA. Inoltre, il meccanismo alla base della bassa espressione di CR1 rimane inspiegato.
“Margaret Helgeson era una tecnologa medica di Minneapolis negli anni ’70 che cercava di trovare sangue compatibile per un paziente che necessitava di una trasfusione di sangue. Nonostante i suoi migliori sforzi non riuscì a trovare alcuna unità di sangue adatta. In preda alla disperazione, analizzò il proprio sangue e con sua sorpresa, scoprì che corrispondeva“, racconta Jill Storry, Professore aggiunto di medicina trasfusionale sperimentale presso l’Università di Lund e uno dei ricercatori dietro lo studio.
È così che questo gruppo sanguigno divenne noto come Helgeson. Ma perché un piccolo gruppo di persone ha questo gruppo sanguigno debole? Si scopre che i donatori di sangue e i pazienti con il gruppo sanguigno Helgeson hanno un’espressione bassa di CR1 a causa di una variazione genetica nella sequenza del DNA del sito di atterraggio per un importante fattore di trascrizione. Ciò significa che il fattore di trascrizione non può legarsi dove dovrebbe e guidare la produzione di CR1.
“Ora il gene semplicemente è inattivo. Nel nostro studio, abbiamo anche dimostrato che questa variante genetica è più comune nei donatori di sangue tailandesi rispetto ai donatori di sangue svedesi, il che è logico poiché sappiamo da studi precedenti che un livello CR1 inferiore è protettivo contro la malaria“, spiega Martin L Olsson.
Pertanto, anche se è difficile rilevare un’espressione inferiore di CR1 nel laboratorio di trasfusione, esso fornisce protezione contro la malaria, soprattutto in aree come il sud-est asiatico dove la malattia è comune. Grazie a questo studio, ora comprendiamo i meccanismi alla base del gruppo sanguigno Helgeson e perché può essere più difficile da rilevare in alcune popolazioni.
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“Sulla base di ciò che sappiamo ora, possiamo migliorare i test di laboratorio. Il nostro obiettivo è aggiornare il chip esistente basato sul DNA utilizzato per i test dei gruppi sanguigni con la nuova variante, che si tradurrà in un test diagnostico più sicuro“, afferma Gloria Wu.
Il ruolo dei gruppi sanguigni nelle malattie è il passo successivo
Con l’aiuto di questa pipeline bioinformatica basata sui dati, che consente di avere una visione completa di come sono regolati i geni dei nostri gruppi sanguigni, il gruppo di ricerca può continuare ad applicare maggiori scoperte ad altri gruppi sanguigni. Inoltre, il toolbox può essere utilizzato in modo più ampio.
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“Gran parte della nostra ricerca sui gruppi sanguigni ora utilizza una combinazione di strumenti predittivi basati su dati che possono indicarci l’esperimento giusto da testare in laboratorio. La prossima sfida è comprendere meglio la funzione dei gruppi sanguigni collegando le informazioni provenienti da grandi banche dati su come le malattie colpiscono le persone in modo diverso a seconda del gruppo sanguigno“, conclude Martin L Olsson.
Fonte: Nature