ELECTROFORESIS DE PROTEINAS

Transcripción

1 ELECTROFORESIS DE PROTEINAS La electroforesis de proteínas es una metodología que permite separar las proteínas presentes en sangre (suero) o en orina. En esta técnica se aplica una corriente eléctrica para desplazar las proteínas sobre una capa fina de agar similar a un gel. La distancia que recorre cada tipo de proteína depende de su tamaño, su forma, y su carga eléctrica. Las proteínas así separadas pueden detectarse mediante un colorante que se fija y tiñe las distintas proteínas y pone de manifiesto un patrón de bandas característico. Cada banda indica la presencia de una proteína, mientras que el tamaño de la banda aporta una aproximación de la cantidad de proteína. Este patrón de bandas se convierte posteriormente en un gráfico, que muestra picos verticales allí donde existe mucha cantidad de una determinada proteína, y unos picos más pequeños o valles donde existe menos. Un nuevo método conocido como electroforesis capilar separa las proteínas haciéndolas pasar a través de una columna fina y larga, dibujando un gráfico muy similar al que se obtiene con la electroforesis en gel de agarosa. Proteínas específicas que sean de interés pueden identificarse fijándolas en el gel mediante el uso de anticuerpos, procediendo después a la tinción, previa eliminación por lavado del resto de proteínas. Este procedimiento es conocido como inmunofijación (IF). Anteriormente se había utilizado un método ligeramente diferente, la inmunoelectroforesis, para identificar proteínas específicas. Sin embargo, esta última técnica ha quedado ampliamente desplazada por la IF, dado que la IF resulta más fácil de realizar y de interpretar. Con una electroforesis, las proteínas séricas quedan separadas en cinco o seis bandas principales. Estas fracciones son conocidas como albúmina, alfa-1, alfa-2, beta, y gamma (la fracción beta se encuentra a veces dividida en beta-1 y beta-2). La albúmina, producida en el hígado, se corresponde con una única banda y representa aproximadamente el 60% de las proteínas séricas. Con el término globulinas se está aludiendo al resto de proteínas diferentes de la albúmina. A excepción de las inmunoglobulinas y de algunas proteínas del complemento, la mayor parte de proteínas son también de síntesis hepática. Una descripción más amplia de todos estos grupos de proteínas puede encontrarse en la tabla Grupos de Proteínas. Las bandas que se visualizan en la electroforesis de proteínas definen unos patrones característicos. Alteraciones de estos patrones se asocian a toda una serie de condiciones y enfermedades diferentes. Por ejemplo, en el mieloma múltiple (un tipo de cáncer de las células plasmáticas sanguíneas) el crecimiento y la división descontrolados de las células plasmáticas malignas conducen a la producción de grandes cantidades de un único tipo de inmunoglobulina monoclonal. Los anticuerpos (inmunoglobulinas) deben ser distintos entre ellos para asegurar así el reconocimiento de bacterias, virus y otras sustancias extrañas para el organismo. Cada vez que el organismo está expuesto por ejemplo a un virus, una célula plasmática se divide y da lugar a un grupo o clon de células plasmáticas con capacidad para producir anticuerpos dirigidos a eliminar el virus. Dado que el conjunto de inmunoglobulinas de nuestro organismo es el resultado de los anticuerpos fabricados por gran cantidad de distintos clones, se suele hablar de patrón policlonal. Cuando existe un cáncer de

2 células plasmáticas, sólo se produce un tipo de anticuerpo por estas células cancerosas, conocido como proteína monoclonal. Esta proteína anómala puede visualizarse como una banda característica en el patrón electroforético. ALBUMINA: Su principal función es la estabilización del volumen sanguíneo y la regulación del intercambio de fluidos vasculares. Es responsable del 75% de la presión osmótica, transporta pigmentos, colorantes y drogas, contribuyendo a su excreción solubilidad y difusión a los tejidos. Casi todas las enfermedades muestran cierto grado de depresión de albúmina. Valores marcadamente bajos indican enfermedad hepática, renal o sistémica significativa. ALFA 1 ANTITRIPSINA: Normalmente responsable por 70% de la fracción Alfa-1 Inhibe a la tripsina; cuando está deprimida, los pacientes sufren enfisema pulmonar y cirrosis juvenil ALFA 1 GLICOPROTEINA ACIDA. Normalmente es responsable por menos del 30% de la fracción Alfa 1pero generalmente es responsable de la elevación de esta fracción. Se encuentra elevada en enfermedades inflamatorias crónicas y degenerativas y muy elevadas en varias enfermedades malignas.

3 ALFA MACROGLOBULINA (α 2 M): Responsable del 25% del valor de la fracción alfa-2 elevada en síndrome nefrótico, gastroenteropatías con pérdida de proteínas, cirrosis hepática y diabetes mellitus. HAPTOGLOBINA: Normalmente responsable por 25% del valor de alfa -2. La anormalidad observada más comúnmente es una elevación de su valor. Es una proteína de fase aguda, y se eleva inespecíficamente en presencia de inflamación, necrosis o destrucción tisular. Sin embargo por evaluación del grado de elevación, cambios en otras fracciones e historia clínica, se pueden inteligentemente considerar un diagnóstico diferencial. Valores bajos se observan en anemias hemolíticas. TRANSFERRINA: Normalmente un 60% de beta-1 importante en el transporte de hierro y en la regulación y control de su absorción BETA LIPOPROTEINA: Normalmente responsable por 60% de beta -2 Transporta la mayor parte de lípidos séricos. Debido al bajo contenido proteico (25%), marcados cambios reflejan poca alteración en el valor de Beta- 2 IgA: Normalmente responsable del 12% del valor de gamma. Esta fracción puede estimarse observando el grado de depresión entre beta-2 y gamma. Sus componentes mejor conocidos son antitoxina, aglutininas, antibacterianas, isoaglutininas y crioaglutininas. Se observa marcadamente elevada en cirrosis hepática y moderadamente elevada en endocarditis bacteriana sub-aguda, tiroiditis autoinmune, linfogranuloma venéreo y varias enfermedades del colágeno. IgG: Normalmente responsable del 85% del valor de gamma. Una buena forma de estimarla es observando la altura del pico gamma. Un poco a la derecha del centro. Contiene anticuerpos contra bacterias, virus y toxinas. Elevación se observa en numerosas enfermedades sub-agudas crónicas inflamatorias y proliferativas, incluyendo neumonías, tuberculosis, cistitis, pielitis, colecistitis, endocarditis, procesos poli artríticos, enfermedades del colágeno, triquinosis, mononucleosis infecciosa, psitacosis, tifus, sífilis y hepatitis viral. Estas elevaciones se observan en todas las curvas y no deben confundirse con aquellas que se muestran en una sola zona estrecha y que representa gamopatías monoclonales. HEMOPEXINA, C 3, IgM: Muchas otras proteínas afectan la apariencia de la pendiente de los picos, algunas de ellas son hemopexina, C 3 eigm, estás lo afectarán en los sitios indicados de la figura. Valores normales Proteína total: 6.4 a 8.3 g/dl Albúmina: 3.5 a 5.0 g/dl Alfa-1 globulina: 0.1 a 0.3 g/dl

4 Alfa-2 globulina: 0.6 a 1.0 g/dl Beta globulina: 0.7 a 1.2 g/dl Gammaglobulina: 0.7 a 1.6 g/dl Nota: g/dl= gramos por decilitro El principal uso de este test es para la detección de estados fisiopatológicos tales como inflamación, pérdida de proteínas, gamapatías monoclonales, que usualmente se encuentran asociadas con neoplasmas hematopoyéticos, especialmente el mieloma múltiple y la macroglobulinemia de Waldenstrôm. Esto también ocurre en otras condiciones malignas y benignas. Cualquier proteína detectada deberá ser identificada por una técnica alternativa, tales como inmunofijación o inmunoelectroforésis. Otras aplicaciones de la electroforésis en suero incluyen lo siguiente: Evaluación de proteínas séricas, estado nutricional. Estudio de enfermedades hepáticas, incluyendo cirrosis y hepatitis crónica activa. En las enfermedades del hígado la albúmina se disminuye. La alfa2 puede estar baja. Las gama son a menudo policlonales en muchos casos de cirrosis. La depresión normal entre el área beta y gama puede estar ausente en la cirrosis hepática; esto es llamado puente beta-gama y son raramente encontrados juntos, aún en pacientes quienes tienen una cirrosis hepática obvia. Las gamapatías policlonales ocurren en un amplio rango de entidades las cuales tienen en común una estimulación inmunológica crónica (ejemplo: sarcoidosis, leishmaniásis visceral y otras entidades). Las gama globulinas pueden estar elevadas aisladas. Las fracciones incluyen Ig.G, Ig.A, Ig.M, Ig.D e Ig.E El aumento policlonal difuso indica un proceso inmunológico crónico tal como aquel encontrado en las enfermedades del hígado (cirrosis, hepatitis crónica activa), enfermedades del colágeno (lupus, artritis reumatoidea), enfermedades infecciosas (osteomielitis, bronquiectasis, leishmaniasis visceral, lepra), otros estados inflamatorios (sarcoidosis), neoplasmas (algunos estadíos de la enfermedad de Hodgkin), y leucemia mielomonocítica crónica. Muchas pequeñas bandas (oligoclonales) son observadas en pacientes con hepatitis, enfermedades del complejo inmune, síndrome de inmunodeficiencia adquirida y linfoadenopatía angioinmunoblástica. Gamapatía Monoclonal (Proteina M) los patrones pueden ser benignos, especialmente cuando son pequeños y aumentan, pero las gamapatías monoclonales, relatan, especialmente en el mieloma, amiloidosis primaria, macroglobulinemia de Waldenstrôm y linfomas malignos ocasionales. Estos picos son altos, oscuros, con forma de agujas.

5 También pequeñas gamapatías pueden encontrarse en enfermedades benignas, que pueden ser también detectadas tempranamente o desarrollar enfermedades linfoproliferativas malignas. Además, tales gamapatías son consideradas como "gamapatías monoclonales de significado indeterminado". Todos los pacientes con gamapatía monoclonal deberán tener un seguimiento con determinación periódica de electroforésis de proteínas para diferenciar el aumento de picos M. El aumento de proteínas M requiere además evaluación de aspirado de medula, estudios de rayos X, electroforesis de proteínas, estudios de inmunofijación e inmunoelectroforéticos. Gamaglobulinas bajas: También las gama globulinas pueden disminuir ligeramente con el aumento de la edad, cualquier disminución mayor del rango normal sin explicaciones por causas obvias de pérdida de proteínas (tales como enfermedad renal conocida), además se debe determinar inmunofijación en orina para detectar posibles cadenas libres monoclonales (proteínas de Bence Jones). La hipogamaglobulinemia es también observada en muchos pacientes con desordenes linfoproliferativos con células B tales como leucemia linfocítica crónica. Estas pueden disminuirse terapia citotóxica o inmunosupresora (utilizando esteroides por tiempo prolongado, quimioterapia antineoplásica), enfermedades linfoproliferativas malignas, mieloma múltiple y síndrome de inmunodeficiencia variable en adultos. Si existe historia clínica familiar o en pacientes, de susceptibilidad a infección, la determinación de cuantitativa de Ig.G, Ig.A e Ig.M por inmunodifusión o por nefelometría pueden ser de gran ayuda. Especial cuidado en los linfocitos en sangre periférica, presencia o ausencia de hepatoesplenomegalia y pacientes mayores de 40 años, presencia o ausencia de cadenas livianas en orina por inmunoelectroforésis o inmunofijación pueden ser relevantes (enfermedad de cadenas ligeras). Alfa 2 aumentada: Incluye fracciones reactivas-inflamatorias y pueden estar aumentadas en neoplasmas (carcinomas de células renales), infecciones agudas, fiebre reumática, artritis, síndromes nefróticos y otros estados inflamatorios. La macroglobulina alfa2 está aumentada en el embarazo y con la diabetes mellitus. Niños sanos tienen niveles más altos que los del adulto. Alfa2 disminuida: Una de las fracciones más importantes es la Haptoglobina y su depresión puede indicar hemólisis. Además pueden estar disminuidas cuando hay daño hepatocelular. Traumas y transfusiones pueden causar también su disminución. Alfa 1 globulinas: están aumentadas en enfermedades inflamatorias activas o neoplasias.

6 Alfa 1 bajas o: la alfa-1 antitripsina es responsable en un 90% de la actividad de la serina antiproteasa en el suero. Esta deficiencia es debida a una anormalidad genética la cual deberá ser investigada, porque causa enfisema y cirrosis. Si el paciente tiene enfisema, con historia familiar de enfisema, o enfermedad hepática desconocida, los ensayos de alfa-1 antitripsina y fenotipo son recomendados. Albumina: es mejor determinarla por electroforesis que por métodos químicos. La electroforesis permite diagnosticar entidades raras tales como analbuminemia y bisalbuminemia. La albúmina está aumentada en pacientes deshidratados y está disminuida en una amplia variedad de enfermedades subagudas, subcrónicas y crónicas hepáticas, renales y gastrointestinales, además en pacientes con desnutrición. Albumina: es mejor determinarla por electroforesis que por métodos químicos. La electroforesis permite diagnosticar entidades raras tales como analbuminemia y bisalbuminemia. La albúmina está aumentada en pacientes deshidratados y está disminuida en una amplia variedad de enfermedades subagudas, subcrónicas y crónicas hepáticas, renales y gastrointestinales, además en pacientes con desnutrición. Disminución total de las proteínas con patrón normal esencial: puede indicar deficiencia en la dieta o hemodilución. *Proteínas totales significativamente elevadas con patrón normal esencial: puede ser debido a una deshidratación secundaria. Proteínas totales y albúmina significativamente baja, alfa2 aumentadas y gama disminuidas: es el prototipo típico de síndrome nefrótico.

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8 Limitaciones: La electroforesis de proteínas en suero detecta algunas pero no todas las enfermedades del hígado. La electroforesis de proteínas y la inmunoelectroforésis o la inmunofijación en orina o en suero son utilizadas en estudios de pacientes con mieloma o macroglobulinemia de Waldenstrôm. Los estudios en orina pueden ser útiles aún si la electroforesis de proteínas en suero no es notable.

9 Hay varias formas de interpretar adecuadamente los resultados de una electroforesis. Una de ellas es por simple comparación de los resultados del paciente con aquellas de patrones patológicos que muestren los cambios característicos de las 5 proteínas séricas básicas en enfermedades específicas. Este método ofrece gran ayuda al médico, pero una mejor comprensión de las proteínas que forman cada fracción así como su función fisiológica aumenta mucho la utilidad de la electroforesis. Se ha establecido que cada una de las 5 fracciones esta compuesta de 1-3 proteínas específicas. Cómo un ejemplo, Alfa-2 está compuesta de α 2 M y haptoglobina. Aumento o disminución de la pendiente delantera (+) de ella refleja variaciones en contenido de α 2 M mientras que cuando se altera el centro o la parte posterior (-) de esta curva, refleja variaciones en haptoglobina. El gráfico muestra la localización de algunas proteínas, alteraciones de forma en estas zonas se relacionan con cada una de ellas. Para evaluar los resultados apropiadamente usted debe familiarizarse con estos patrones y considerar el contenido en gm % que la gráfica representa. Resumen del Significado de los resultados anormales La disminución de la proteína total puede indicar: Desnutrición Síndrome nefrótico Enteropatía por pérdida de proteínas gastrointestinal El aumento de las proteínas alpha-1 globulina puede indicar: Enfermedad inflamatoria crónica (por ejemplo artritis reumatoidea, LES) Enfermedad inflamatoria aguda Malignidad La disminución de las proteínas alfa-1 globulinas puede indicar: Deficiencia de alfa-1 antitripsina El aumento de las proteínas alfa-2 globulinas puede indicar: Inflamación aguda Inflamación crónica La disminución de las proteínas alfa-2 globulinas puede indicar: Hemólisis El aumento de las proteínas beta globulinas puede indicar:

10 Hiperlipoproteinemia (por ejemplo, hipercolesterolemia familiar) Terapia de estrógenos La disminución de las proteínas beta globulinas puede indicar: Trastorno de coagulación congénito Coagulopatía de consumo Coagulación intravascular diseminada El aumento de las proteínas gama globulinas puede indicar: Mieloma múltiple Enfermedad inflamatoria crónica (por ejemplo artritis reumatoidea, LES) Hiperinmunización Infección aguda Macroglobulinemia de Waldenstrom Enfermedad hepática crónica PT Alb α 1 α 2 β γ PT Alb α 1 α 2 β γ - + Infección aguda Linfoma y leucemia linfocítica Asma y otras alergias Macroglobulinemia con respuesta pobre a terapias Carcinomatósis Mieloma - + Infección crónica - + Miastenia + Crioglobulinemia Mixedema Diabetes mellitas Nefrosis (máxima elevación de α2) Glomerolunefritis - + Fiebre reumática Cirrosis hepática (puente entre β γ) Artritis reumatoidea Hepatitis Viral Sarcoidis Enfermedad de Hodgkin - - Hipogamaglobulina - + Leucemia mielocitica

11 - + + Lupus Eritrematoso + = Aumento - = Descenso