INMUNOHEMATOLOGIA La inmunohematología se refiere a los estudios serológicos, genéticos, bioquímicos y moleculares de antígenos asociados con

Transcripción

1 1 INMUNOHEMATOLOGIA La inmunohematología se refiere a los estudios serológicos, genéticos, bioquímicos y moleculares de antígenos asociados con estructuras de la membrana de las células de la sangre y propiedades y reacciones de todos los componentes de la sangre. Numerosos conocimientos sobre estos temas han permitido el desarrollo de la medicina transfusional que incluye la transfusión de sangre, sus componentes y derivados, como también el estudio de la patogénesis, diagnóstico, prevención y manejo de la inmunización asociada a transfusiones, embarazo y transplante de órganos. El término Grupos Sanguíneos se refiere no solamente a sistemas antigénicos eritrocitarios genéticamente codificados sino también a la inmunológica diversidad de otros componentes de la sangre incluyendo leucocitos plaquetas y plasma. Los antígenos de la sangre que son produciodos por alelos por un solo gen en un locus o por un grupo de locus estrechamente ligados comprende un sistema de grupo sanguíneo. La mayoría de los genes que codifican para grupos sanguíneos están localizados sobre cromosomas autosómicos y son heredados de acuerdo a las Leyes Mendelianas. La mayoría de los alelos de grupos sanguíneos muestran codominancia significando que los individuos heterozigotas para un locus particular expresará ambos productos génicos. Nosotros veremos solamente los grupos sanguíneos eritrocitarios los cuales son conjuntos o sistemas de antígenos alotípicos de la membrana del glóbulo rojo, genéticamente inducidos por una unidad genética monofactorial y genéticamente independientes unos de otros Alotípicos: indica diferencias entre individuos de la misma especie. De la membrana del GR pues a este nivel son insertadas las estructuras reactivas de los grupos sanguíneos. Algunos dentro de la membrana lipídica (Rh) y otros dentro de los glucolípidos (A,B,H,P) o glucoproteínas ( ABH, MN) accesibles sobre la superficie externa de la membrana. Es necesario señalar que las mismas estructuras o estructuras semejantes condicionadas por los mismos genes son encontradas dentro de otras células o tejidos. Muchos sistemas de grupos sanguíneos son como el sistema HLA, grupos tisulares. Genéticamente inducidos Son productos génicos ya sea directamente o a través de una enzima. Genéticamente independientes Cada unidad genética produce los antígenos de diferentes sistemas que son transmitidos como caracteres monofactoriales, expresan una sola unidad genética que puede ser seguido a través de las generaciones. Es el opuesto a caracteres plurifactoriales (talla, forma de la nariz etc) que están ligados a la actividad de muchos genes. Existen grupos sanguíneos estrictos como Rh, Kell, Duffy, Kidd y grupos sanguíneos-tisulares como ABO, Hh, Ii, Lewis. ANTIGENOS La capacidad de un antígeno para gatillar una respuesta inmune es conocida como su inmunogenicidad. La inmunogenicidad de un antígeno es determinada no solamente por ciertas características innatas del antígeno en si mismo, sino también por las características del huésped para montar una respuesta inmune, lo que también puede estar genéticamente determinado.las características del antígeno que determinan su inmunogenicidad incluye el grado de extrañeza, tamaño y configuración molecular, (lo cual puede cambiar con la temperatura, ph y fuerza iónica) y la complejidad del antígeno como una medida del nº de epitopes disponibles o determinantes antigénicosº. Los antígenos de grupos sanguíneos varían grandemente en su capacidad para elicitar una respuesta inmune. A, B y D son los más inmunogénicos por lo que la sangre a ser transfundida debe ser controlada para estos antígenos. Aproximadamente el 50 al 75 % de los individuos D negativos producirían anti-d si se los transfunde con sólo una unidad de sangre D-positiva.

2 2 Después del Ag D seguiría el Ag K en cuanto a su inmunogenicidad y otros dentro del sistema Rh como C, c, E y e Como regla general los polisacáridos puros son no inmunogénicos excepto en ciertas especies tales como humanos y ratones. También los lípidos puros y ácidos nucleicos son no inmunogénicos, pero pueden ser antigénicos ya que pueden actuar como haptenos ( son grupos muy pequeños para ser inmunogénicos por si mismos pero son capaces de reaccionar con Ac específicos inducidos cuando el hapteno es unido a una proteína carrier). Aunque las proteínas solas pueden ser inmunogénicas, los inmunógenos mas potentes son usualmente complejos macromoleculares, glicoproteínas o lipoproteínas. Los Ag de los GR son usualmente glicoproteínas, lipoproteínas o glicolípidos. La densidad antigénica contribuye a la eficiencia de la unión al Ac y también a la extensión de la activación del complemento determinando la probabilidad de la hemólisis de los GR. En los GR A1 existen 10 6 sitios antigénicos y el Ag D posee 10 4 sitios antigénicos. ANTICUERPOS La mayoría de los anticuerpos de los grupos sanguíneo, que tienen significación clínica, son IgM o IgG y con menor frecuencia IgA. Los Ac de los grupos sanguíneos son clasificados como aloanticuerpos que son aquellos que reaccionan con un Ag extraño no presente sobre los eritrocitos del propio paciente., o como autoanticuerpos que son aquellos que reaccionan con un Ag sobre las células del paciente. Algunos aloanticuerpos son llamados naturales o normales, aparecen naturalmente siendo desconocido el estímulo antigénico. Normalmente hay Ac en el suero de personas que carecen del correspondiente Ag como sucede en el sistema ABO. La mayoría de los aloanticuerpos de los grupos sanguíneos son producidos como resultado de inmunización por Ag eritrocitarios extraños ya sea por exposición a través de transfusiones o en el momento del parto. Los complejos eritrocitos-ac usualmente activan el complemento por la vía clásica, sin embargo el modo de destrucción y la extensión de la hemólisis depende de la clase de Ig involucrada y de la actividad del sistema mononuclear-fagocítico del individuo. Destrucción celular por anticuerpos IgM Todas las IgM antieritrocito como Ac del sistema ABH, aglutininas frías y otros Ac IgM median su efecto a través de la activación del complemento. La fijación del complemento se inicia con la union de C1q a dos sitios cercanos de Ac, los que son provistos eficientemente por una sola molécula de IgM o menos eficientemente por dos moléculas de IgG cercanas. (Ac del sistema Kidd) La lisis intravascular ocurre cuando grandes cantidades de complemento son rápidamente activadas terminando en la activación completa de la cascada del complemento con formación del complejo de ataque de membrana (C5b6789) llevando a la lisis. La otra forma de hemólisis es extravascular Proteínas regulatorias (DAF: inhibe la formación de C3 convertasa, C4b2b y acelera su declinación) paran la activación a nivel de C3. El C3b unido a los eritrocitos puede ser degradado en presencia del factor I y factor H a un ic3b. Este último se degrada posteriormente hacia C3c y C3dg por el factor I. Inicialmente la mayoría de los eritrocitos cubiertos con C3b son rápidamente secuestrados en el hígado por monocitos y macrófagos con receptores para C3b. La IgM no tiene que ver con el secuestro pues las células no tienen receptores para IgM. Una parte de los eritrocitos secuestrados en el hígado son inmovilizados y destruidos, después de 15 a 20 minutos, el proceso de destrucción se hace más lento y muchas células escapan a la destrucción extravascular por la degradación de C3b indicada anteriormente. Los eritrocitos cubiertos con C3dg son luego liberados a la circulación sobreviviendo normalmente. La posterior acción de las proteasas del suero sobre el C3dg unido al GR, cliva C3g dejando C3d unido a la membrana. Las células fagocíticas no poseen receptores para C3d

3 3 Destrucción por IgG Los eritrocitos sensibilizados por IgG que no fijan complemento son removidos por las células fagocíticas por los receptores Fc para la porción Fc de la IgG. Los eritrocitos cubiertos con IgG y complemento tienden a mostrar acelerada remoción por el hígado mientras que los eritrocitos cubiertos sólo con IgG tienden a ser destruidos más lentamente en el bazo. SISTEMA ABO ANTIGENOS Fue descubierto en el año 1900 es el grupo mas simple y mas importante a ser tenido en cuenta en la selección y transfusiones de sangre en realidad es un grupo histo-sanguíneo pues sus Ag se encuentran en muchos tejidos y fluidos corporales incluyendo GR, plaquetas y células endoteliales. Debido a que los Ag son ampliamente expresados, estos Ag son considerados en transplante de MO y otros órganos. El sistema ABO consiste de 3 Ag A, B y H y 4 fenotipos A, B, AB y O son Ag autosómicos codominantes. Los individuos de grupo O expresan Ag H que es la sustancia precursora de los Ag A y B. El grupo O es el mas frecuente de los grupos, especialmente entre los indios americanos. La expresión de los Ag ABO sobre los GR está acompañada por la presencia en el suero de Ac contra el Ag que está ausente, esto Ac aparecen naturalmente. Bioquímica Gráfica 1 Los Ag ABO son carbohidratos y por lo tanto representan una modificación post traduccional modificación de glicoproteínas y glicolípidos. Sobre glicoproteínas y polilactosaminilceramidas del GR los Ag ABO son expresados sobre dos tipos de cadenas oligosacáridas caracterizadas por la repetición de ( 1-3 Nac-Glu 1-4 Gal)n. Sobre los glicoesfingolípidos, los Ag ABO pueden ser expresados sobre múltiples precursores oliogosacáridos (cadenas tipo 1, 2, 3 y 4). Los Ag ABH expresados sobre las glicoproteínas y glicolípidos (cadenas tipo 2,3 y 4) son endogenamente sintetizados por precursores eritroides. La cadena tipo 1 es sintetizada por la mucosa gastrointestinal, secretados hacia el plasma y pasivamente adsorbidos sobre la membrana de los GR. La síntesis de la cadena tipo 1 está ligada al grupo Lewis. El primer paso en la síntesis de los Ag ABH es la síntesis de la sustancia H o Ag del grupo O y precursora de Ag A y B. El Ag H es formado por la adición de una fucosa con una unión 1-2 a la galactosa terminal. Esta reacción es catalizada por dos enzimas diferentes dependiendo de si la fucosa es adicionada a la cadena ologosacárida tipo 1 o tipo 2. La fucosiltransferasa tipo 1 (FucT1), producto del gen H introduce la fucosa en la cadena tipo 2. y la Fuc T2 codificada por el gen Se, la introduce en la cadena tipo1. Una vez que se ha formado la sustancia H, ésta sirve de sustrato para las enzimas codificadas por el gen A y el gen B. La azúcar inmunodominante del Ag A es una N-Ac galactosamina mientras que la del Ag B es una Galactosa. Bioquímicamente los Ag A y B son muy similares solamente difieren por la presencia de un grupo N acetilo El sitema ABO también presenta fenotipos o variantes asociados a debilidad, anomalías o ausencia de expresión de los Ag Los subtipos más comunes son A1 y A2 encontrados en el 80 y 20% de la población respectivamente. El A1 se diferencia de A2 por la aglutinación de sus células con una lectina Dolichos Biflorus. También existen diferencias cuantitativas, expresando muchos más determinantes antigénicos A1 que A2. La transfusión de A1 a individuos A2 puede inducir formación de anticuerpos Anti-A1. Existen otros grupos débiles como A3, Ax, Am y otros. También existen subgrupos débiles para B, como B3, Bx, Bm.. La expresión anómala de Ag ABO pueden ser heredadas como por ej. Cis-AB o B(A) o adquiridos como B adquirido. En cis-ab ambos Ag son sintetizados por la misma enzima y son heredados como simple y

4 4 autosómico alelo dominante. El fenotipo B(A) es también autosómico dominante, caracterizado por expresión de trazas de Ag A sobre células de grupo B, debido a síntesis de Ag A por la enzima codificada por el gen B. El fenotipo B adquirido se lo observa en infecciones bacterianas o en canceres y refleja la desacetilación enzimática del Ag A para formar un Ag B-Like sobre los GR. La desacetilasa saca el grupo el radical N Acetilo de la N Acetilgalactosamina y la transforma en galactosamina cuya estructura es muy próxima a la galactosa de la especificidad B. Los hematíes así modificados son aglutinados a la vez por Ac anti-a y por ciertos anti-b. El cis AB, B(A) y B adquirido son usualmente detectados debido a las discrepancias con los grupos sanguíneos de los familiares. El sistema ABO tien también dos fenotipos nulos Bombay y para- Bombay. En el grupo Bombay no están presente los Ag A, B ni H sobre los GR ni las secreciones. En el para-bombay puede haber ausencia o solamente trazas de los Ag sobre los GR acompañados a veces por normal expresión de ABH en secreciones y fluidos corporales. En contraste con los GR la presencia o ausencia de Ag en secreciones y fluidos depende de la herencia del gen secretor, una enzima H-like relacionada al grupo Lewis. ANTICUERPOS Los Ac contra los Ag del sistema ABO son los más importantes en medicina transfusional. En general estos Ac surgen naturalmente en ausencia de estimulación antigénica. Se cree que la estimulación antigénica para la formación de Ac ABO puede ser la exposición a sustancias ABOlike encontradas en la naturaleza (polisacáridos bacterianos) Los Ac ABO son débiles o están ausentes en el suero de recién nacidos hasta los 3 o 6 meses de edad, los niveles del adulto se alcanzan a los 5 ó 10 años. Los Ac más comunes en este sistema son anti-a, anti-b y anti-ab este es encontrado exclusivamente en individuos de grupo O y parece reconocer un epitope común a A y B. Los Ac ABH son aglutininas salinas, actúan a tº ambiente siendo la óptima 4º C. Son principalmente IgM pero pueden existir también IgA e IgG. También pueden surgir como resultado de una inmunización, son en este caso aglutininas inmunes de tipo IgG, éstos están en más alto título y son menos fácilmente neutralizables por sustancias solubles de grupo. Los Ac del sistema ABO son causa de reacciones hemolíticas postransfusionales y enferdmedad hemolítica del recién nacido. Los Ac ABO son también causa de rechazo de injertos. El sistema ABO también presenta Ac anti-h el cual es usualmente benigno, salvo en el grupo Bombay donde presenta títulos altos y amplio rango térmico. SISTEMA LEWIS Consiste de dos Ag Le a y Le b El Ag Le reside sobre el GR en un glicoesfingolípido compuesto por una cabeza de carbohidratos con especificidad Lewis, unido a una cola de ceramida (N-acil esfingosina). El Ag Lewis no es de origen eritroide, es sintetizado en el tracto gastrointestinal y pasivamente adsorbido sobre los glóbulos rojos a partir de una sustancia Lewis soluble secretada hacia el plasma. Los tejidos y fluidos también poseen Ag Lewis. En el adulto se observan 3 fenotipos Lewis: Le (a + b - ), Le (a - b + ) y Le (a - b - ). El Le(a + b + ) es raramente observado. El le (a - b - ) es comúnmente observado en los recién nacidos debido a la forma en que se expresan sobre el GR los genes Le. Alos dos o tres año se expresan los niveles del adulto. Aunque desde el punto de vista de su biosíntesis Le a y Le b están relacionados, no son alelos. En su síntesis actuan dos tipos de glucosiltransferasas: La tipo II codificada por el gen Se es una 1-2 fucosiltransferasa y (FucT 2) la tipo III, codificada por el gen Le que es una 1-4 fucosiltransferasa (FucT 3). Antes se creía que el gen H era necesario para introducir una fucosa en la sustancia Le a y transformarla en Lewis b y que el gen Se favorecía la expresión del gen H, es decir era un gen regulador. El gen H es relativamente específico para los glucoconjugados cadenas tipo 2, mientras que Se y Le preferencialmente fucosilan los glucoconjugados con cadena tipo 1.

5 5 Resumiendo: Le (a+b-) refleja la herencia de un alelo del gen Le y carece de gen Se por lo que a su vez carece de cadena H tipo 1, como resultado solamente Ag Le a estará presente en plasma, saliva y sobre los GR. Le (a-b+) refleja la herencia de por lo menos un alelo del gen Le y del gen Se. La FucT 3 convierte una pequeña cantidad de precursor tipo1 a Le a sin embargo la cantidad es pequeña comparada con Le b Podríamos pensar la sustancia Le b puede formarse por la adición de una fucosa al Ag Le a por acción de FucT 2 (gen Se) esto no sucede pues existiría impedimento estérico. Ac anti Le a y anti-le b naturals pueden existir y son IgM y aglutinan a tº ambiente o más altas. Debido a que los Ag Lewis son glicoesfingolípidos, la reactividad de los Ac puede ser aumentada por tratamiento de las células con enzimas proteolíticas. La reactividad del Ac puede ser neutralizada por la adición de sustancia Lewis soluble, lo que se obtiene comercialmente. Anti Le b puede ser observado en individuos Le (a+b-) y Le (a-b-), mientras que Le a es solamente observado en Le (a-b-) ya que los Le (a-b+) sintetizan pequeñas cantidades de Le a. En general esos Ac no están asociados a reacciones postransfusionales (aunque se describieron algunos casos) ni a EHRN pues son IgM y porque las células fetales son Le negativas SISTEMA Rh Fue descubierto por Landsteiner y Wiener en 1940 cuando inocularon conejos con GR de monos. El anti-suero obtenido aglutinaba el 85 % de GR humanos y fue llamado factor Rh (por Rhesus). Posteriormente se informó que este anti-suero tenía la misma especificidad del Ac estudiado antes por Levine y Stetson (1939) que era responsable de EHRN. El anti-rh desarrollado por Landsteiner y Wiener fue demostrado que reconocía un grupo sanguíneo diferente llamado LW. El sistema Rh es probablemente el mas complejo comprende alrededor de 50 Ag muchas variantes fenotípicas y complejas relaciones etiológica. Usando 5 anti-sueros: anti-d, anti-c, anti-c, anti-e y anti-e, se identificaron 5 diferentes factores o Ag, que de estudiso de familias y poblaciones, parecen ser heredados como complejos de tres factores cada uno. Hay 8 combinaciones posibles si se incluye d indicando la carencia de AgD, debido a que no se demostró la existencia de anti-d. ANTIGENOS Wiener propone que se heredan de un solo locus que codifican para estructuras presentes en la membrana del GR denominados aglutinógenos. Cada individuo posee dos aglutinógenos (con tres determinantes antigénicos cada uno), uno heredado del padre y otro de la madre.(rh 0, rh, rh, hr y hr ) Fisher y Race proponen otra teoría de la herencia y otra nomenclatura basados sobre la naturaleza alélica de los Ag C/c, E/e y D/. Proponen 3 locus estrechamente ligados, los que son heredados como un bloque de genes (haplotipo), ellos también introducen la nomenclatura DCE incluyendo d para indicar carencia de D. Haplotipos R 0: =Dce r=dce R 1 =DCe r =dce R 2 =DcE r =dce R z =DCE r y =dce El sistema Rh consiste de tres proteínas integrales de membrana: Rh D, RhCcEe y Rh AG ( Rh asociada glicoproteína), estas tres proteínas son específicas de los GR. RhD y RhCcEe son proteínas altamente homólogas y contienen 12 dominios de transmembrana. RhAG es importante para la expresión y ensamble de las otras dos proteínas, en ausencia de ella las otras dos no

6 6 pueden expresarse. No se conoce bien el mecanismo por el que lo hace. El Ag D, el más inmunogénico, reside en la proteína RhD. Los Ag D débiles se caracterizan por no aglutinar o lo hacen débilmente, y sólo se detectan con la prueba de Coombs. Esta debilidad puede deberse a una supresión de D por C en posición trans (dce) o a través de la herencia recesiva de un alelo mutado. Dado que las mutaciones son intramembrana o intracelulares, ello no altera significativamente la presentación de D sobre la superficie celular, esto explica porque muchos individuos D débiles no producen Anti-D cuando se transfunden con sangre D positiva. Los Ag D parciales son proteínas RhD con epitopes perdidos, aunque son D positivos pueden producir Ac cuando reciben sangre Rh positiva Deleción de D Hay deleción del gen RhD El Ag G fue identificado como serina 103, un C-like Ag sobre la proteína RhD. Se puede encontrar anti C, anti D y anti G. Como también anti G y anti C Cw y Cx Son el resultado de la sustitución de un solo aminoácido. Rh nulo: Debido a una aparente ausencia de las proteínas RhD y RhCcEe ANTICUERPOS Los Ac anti Rh aparecen como resultado de inmunización. Son del tipo IgG (IgG1, IgG3) y raramente IgM o IgA. Actúan generalmente a 37º y son evidenciados por la prueba de Coombs.