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Paris, 2 avril 2007

Du sang de groupe O pour tous ?

Deux familles d'enzymes qui permettraient de modifier les molécules présentes à la surface des globules rouges caractérisant les antigènes des groupes sanguins A, B et AB viennent d'être identifiées par la société ZymeQuest Inc(1) en collaboration avec le laboratoire Architecture et fonction des macromolécules biologiques (CNRS – Université de la Méditerrannée, Université de Provence) et des chercheurs danois et suédois. Les propriétés uniques et la grande efficacité de ces deux nouvelles familles d'enzymes permettent d'envisager la conversion à grande échelle des groupes sanguins A, B et AB en groupe O, c'est à dire en donneur universel. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature Biotechnology d'avril 2007 et en illustrent la couverture.

Le système ABO est découvert par Karl Landsteiner en 1900. Le groupe sanguin O est appelé donneur universel car il est transfusable à tous les groupes sanguins (A, B, AB et O). Par contre la transfusion de sang de groupe A chez un patient ayant le groupe B (et inversement) provoque l'accident ABO(2) et peut se révéler mortelle. Des erreurs d'étiquetage sont encore à l'origine de décès chaque année. La conversion des groupes sanguins A, B et AB en groupe O, donneur universel, permettrait d'éviter ces risques. Audelà, et de façon plus significative, la conversion des groupes sanguins aurait également un avantage économique considérable car à l'heure actuelle les centres de transfusion doivent posséder et renouveler constamment des stocks de sang de 4 groupes (A, B, AB et O). On sait par ailleurs la difficulté qu'il y a parfois à avoir des stocks suffisants de certains groupes sanguins (variations saisonnières ou explosion de la demande en cas de catastrophe naturelle par exemple). La possibilité de convertir les groupes sanguins permettrait donc de résoudre ces problèmes en améliorant considérablement l'approvisionnement en groupe sanguin O.

 

Les nouvelles enzymes découvertes après une exploration minutieuse de la diversité du monde bactérien proviennent de bactéries au nom parfois poétique tel que Elizabethkingia, soit « Reine Elizabeth ». Ces enzymes sont capables d'éliminer les molécules de galactose ou de Nacetylgalactosamine présentes à la surface des globules rouges qui caractérisent les antigènes des groupes sanguins A, B et AB. Elles ont acquis des mécanismes catalytiques qui les distinguent des enzymes connues jusqu'alors et dont l'efficacité et le coût de production étaient inappropriés pour effectuer une conversion des groupes sanguins.

 

Le laboratoire architecture et fonction des macromolécules biologiques étudie les structures tridimensionnelles de ces enzymes par cristallographie aux rayons X et les ont classées en fonction de la succession des acides aminés qui composent leurs séquences. Cette base de données, nommée CAZy(3) pour Carbohydrate-Active Enzymes est utilisée dans le monde entier y compris pour la découverte des gènes dans les génomes. A partir des données structurales, les scientifiques cherchent à identifier l'architecture des sites actifs et à comprendre leur mécanisme d'action. L'objectif est de mettre en oeuvre des outils qui, dans ce cas précis, amélioreraient l'efficacité de ces enzymes. La structure tridimensionnelle de l'une de ces deux nouvelles enzymes a été identifiée ; celle-ci se révèle totalement différente de toutes les autres enzymes précédemment identifiées et capables d'hydrolyser des carbohydrates tels que le galactose ou la N-acetylgalactosamine.

 

 

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© AFMB - CNRS 2007 (cette image est disponible auprès de la photothèque du CNRS, 01 45 07 57 90, phototheque@cnrs-bellevue.fr)

Vue générale de la structure moléculaire de la N-acétylgalactosaminidase d'Elizabethkingia meningosepticum en complexe avec le cofacteur NAD+ (en jaune) et l'antigène A, présent à la surface des globules rouges du type A. La molécule de Nacétylgalactosamine qui est reconnue et hydrolysée par l'enzyme apparaît en rouge.


 

Cristaux de la N-acétylgalactosaminidase

© AFMB - CNRS 2007 (cette image est disponible auprès de la photothèque du CNRS, 01 45 07 57 90, phototheque@cnrs-bellevue.fr)

Cristaux de la N-acétylgalactosaminidase d'Elizabethkingia meningosepticum ayant servi à la résolution de la structure moléculaire par cristallographie aux rayons X.


la terre


Notes :

1) Société américaine qui travaille sur la conception d'instruments et de procédés biotechnologiques pour la conversion des groupes sanguins en
vue d'équiper les centres de transfusion sanguine ; www.zymequest.com. Son directeur scientifique est le danois Henrik Clausen, Departements of cellular and Molecular Medecine and Oral Diagnostics, Université de Copenhage.
2) Accident qui relève d'une incompatibilité des groupes sanguins
3) Consulter le site web

Références :

Bacterial glycosidases for the production of universal red blood cells, Qiyong P Liu, Gerlind Sulzenbacher, Huaiping Yuan, Eric P Bennett,
Greg Pietz, Kristen Saunders, Jean Spence, Ed Nudelman, Steven B. Levery, Thayer White, John M. Neveu, Williams Lane, Yves Bourne, Martin
L Olsson, Bernard Henrissat, Henrik Clausen, Nature Biotechnology, avril 2007.
Consulter le site web

Site du laboratoire architecture et fonction des macromolécules biologiques : Consulter le site web

Contacts :

Chercheurs :
Gerlind Sulzenbacher, Yves Bourne, Bernard Henrissat
T 04 91 82 55 66
gerlind.sulzenbacher@afmb.univ-mrs.fr
yves.bourne@afmb.univ-mrs.fr
bernard.henrissat@afmb.univ-mrs.fr

Presse :
Cécile Pérol
T 01 44 96 43 09
cecile.perol@cnrs-dir.fr


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