IMUNOLOGIA ERITROCITÁRIA HISTÓRICO Século XVI Transferência de sangue de um indivíduo a outro sempre foi um desafio para o homem. 1492 1o relato de transfusão Papa Inocêncio VIII, recebeu sangue de 3 jovens doadores. A tentativa heróica teve como conseqüência a morte dos 3 doadores por anemia e do pontífice por reação transfusional. 1667 O médico de Luis XIV, Jean-Baptiste Dennis realizou as primeiras transfusões de animal –homem, porém, como se poderia esperar, sem sucesso. 1818 James Blundel, um médico inglês, realizou com sucesso a primeira transfusão homem-homem 1900 Era cientifica da transfusão descoberta do Sistema ABO por Karl Landsteiner 1911 Postulado de Ottemberg: “A transfusão só é possível quando o soro do receptor não aglutina as hemácias do doador”. 1945 Emprego e análise dos testes de aglutinação direta, através do emprego da albumina bovina e a antiglobulina humana 1946 Surge também a utilização das enzimas proteolíticas e de outros reagentes como a Solução de LISS e o Polibreno 1974 Polietilenoglicol Nos últimos anos, os avanços na bioquímica e na genética molecular contribuíram para o descobrimento de diversos Sistemas de Grupos Sangüíneos A análise das freqüências antigênicas nos permite observar características relacionadas a determinadas raças. Os grupos sangüíneos se aplicam a estudos genéticos e antropológicos. Função dos grupos sangüíneos Receptores de vírus, bactérias e parasitas Participação no fenômeno de adesão de moléculas Ação enzimática Função protéica estrutural. A imunematologia eritrocitária é aplicada em varias áreas da medicina HEMATOLOGIA / HEMOTERAPIA Vários testes são realizados na rotina laboratorial dos doadores de sangue, na seleção pré-transfusional e nos estudos de pacientes hematológicos: •Classificação Sanguínea ABO / Rh •Fenotipagem eritrocitária •Pesquisa de auto-anticorpos - Coombs direto •Pesquisa de anticorpos irregulares - Coombs Indireto •Provas de compatibilidade sanguínea OBSTETRÍCIA / NEONATOLOGIA Aplicamos diversos testes imunematológicos no acompanhamento de gestantes e no recém-nato visando a prevenção e o diagnostico precoce da Doença hemolítica peri-natal. • Classificação sanguínea ABO / Rh • Fenotipagem eritrocitária • Pesquisa de anticorpos irregulares no soro materno que atravessam a barreira placentária - Coombs Indireto • Pesquisa de anticorpos maternos que sensibilizam as hemácias do recém-nato pois cruzam a barreira placentária Coombs Direto MEDICINA LEGAL O estudo dos grupos sangüíneo também tem sua aplicação, através da utilização das técnicas moleculares, nos estudos de paternidade e no reconhecimento de cadáveres. IMUNOLOGIA ERITROCITÁRIA A Imunematologia eritrocitária é uma ciência que estuda os Grupos Sangüíneos através da análise dos diversos ANTÍGENOS ERITROCITÁRIOS E DE SEUS ANTICORPOS séricos correspondentes. As reações antígeno-anticorpo são reveladas através do fenômeno da AGLUTINAÇÃO que é a mais importante ferramenta de trabalho dos imunematologistas. DEFINIÇÃO DOS GRUPOS SANGÜÍNEOS Antígenos Alotípicos da membrana eritrocitária São considerados antígenos pois são substâncias capazes de deflagrar a resposta imune induzindo a formação de anticorpos e possuem a capacidade de se combinarem a ele. Os antígenos são produtos genéticos: fabricados diretamente pelo material genético ou indiretamente através de enzimas que agem em um substrato e o transformam em um determinado antígeno. Antígenos protéicos são produto primário do gene. Assim temos: Sistema Rh Sistema MNS Quando o antígeno é um Açúcar, ele é o produto secundário do gene. O Produto primário são as Glicosiltransferases Sistemas ABO GENETICAMENTE INDEPENDENTES Dominante ou recessivo Ex: genes H e h Co-dominante Ex: genes A e B MONOMORFISMO Produção de apenas 1 antígeno - Sistema H. DIFORMISMO Produção de apenas 2 antígenos Exemplo: Antígenos - Yta e Ytb POLIMORFISMO Produção de vários antígenos, Exemplo: Sistemas Rh e Kell. HOMOZIGOSE ou HETEROZIGOSE. Alguns genes apresentam efeito de dose. Ex.: Sistema MNS Antígenos M e N EFEITO DE POSIÇÃO. Neste caso um gene situado na posição trans em relação a um outro, tem sua ação modificada. Ex.: Sistema Rh Gene C trans com D Reconhecimento de um Antígeno Ocorre pela interação química, não covalente, entre segmentos da molécula do antígeno, chamado de determinante ou sítio antigênico ou epitopo, com regiões especializadas de moléculas de glicoproteínas. Ex.: N-acetilgalactosamina (Antígeno A) O determinante é o responsável pela especificidade de um determinado antígeno. Os Antígenos eritrocitários bioquimicamente podem ser: GLICOPROTEÍNAS - Exemplo: Sistemas M. GLICOLIPÍDEOS - Exemplo: Sistema ABO, Hh. LIPOPROTEÍNAS - Exemplo: Sistema Rh. Características dos Antígenos PARCIAL Ex.: Antígenos D parciais do Sistema Rh COMPOSTO Ex.: Ag Leb CRIPTOANTÍGENOS Ex.: Ag T e Tn Hétero-antígenos Pertencentes a espécies diferentes. Ex.: Antígenos presentes em animais Alo-antígenos Diferem os indivíduos de uma mesma espécie. Ex.: Ag A, B, O. Auto-antígenos São antígenos do próprio indivíduo, alvos de autoanticorpos. Ex.: Ag I, e antígenos do Sistema Rh. Antígenos na membrana eritrocitária O número de sítios antigênicos na membrana eritrocitária é variável e pode influenciar a reação antígeno-anticorpo. Observamos que: • hemácias Al = 1.000.000 sítios do Ag A1 • hemácias Rh + = 10.000-30.000 sítios do Ag D • hemácias Fy a+ = de 15.000 sítios do Ag Fya • hemácias K + = 2000-5000 sítios do Ag K Membrana Eritrocitária PROTEÍNAS DA MEMBRANA ERITROCITÁRIA Proteínas Estruturais - Sistema Rh e Kell Proteínas Receptoras - Sistema Duffy Proteínas de Transporte – Sistema Kidd Enzimas Membranares – Sistema Kell Proteínas Controladoras do Complemento – Sistema Chido e Rodger ANTÍGENOS GRUPOS SANGUÍNEOS ( CARREADOR ) MICROORGANISMOS P (oligossacarídio) E . coli, Parvovirus B19 Leb (oligossacarídio) Helicobacter pylori H, A (oligossacarídio) Candida albicans M, N (GPA) e Gerbich (GPC) Plasmodium falciparum Dra (DAF - CD55) E . coli Cromer (DAF - CD55) Echovirus Indian (CD44) Poliovirus AnWj (CD44) Haemophilus influenzae Duffy (receptor da M.E.) P. vivax, P. knowlesi ANTICORPOS ANTI-ERITROCITÁRIOS Na imunematologia a principal resposta imunológica é a humoral, através da ativação dos linfócitos B. IgM IgG IMUNOGLOBULINA G (IgG) A IgG é o único anticorpo humano que atravessa a barreira placentária. Essa propriedade está relacionada com a composição química dos fragmentos Fc. Atuam melhor a 37oC IMUNOGLOBULINA M (IgM) As IgM encontram-se principalmente sob a forma de PENTÂMEROS, apresentando 10 sítios de ligação com o antígeno e são chamados anticorpos aglutinantes. Atuam melhor em baixas temperaturas. ANTICORPOS NATURAIS Não identificamos um estímulo antigênico especifico. Na sua grande maioria são IgM , mas também observamos IgG. NATURAIS REGULARES São aqueles que sempre estão presentes se o antígeno correspondente estiver ausente Ex: anti-A, anti-B , anti-P PI Pk (anti-Tja) NATURAIS IRREGULARES São aqueles que não estão necessariamente presentes se o antígeno correspondente estiver ausente Ex: anti-Le a , anti-Le b , anti-Pl , anti-M ANTICORPOS IMUNES São decorrentes de estímulo antigênico especifico, ou seja: a TRANSFUSÃO OU GRAVIDEZ. Via de regra são IgG. Na fase muito inicial da sensibilização podemos observar uma IgM, que logo desaparece, dando lugar a IgG que permanecerá detectável ou em memória imunológica. Observamos também que determinados sistemas são mais imunogênicos que outros: Sistemas RH > KELL > KIDD > DUFFY > MNS. A resposta imune também se relaciona à a predisposição genética. Indivíduos HLA Al B8 DR3 são bons produtores de anticorpos. E observado uma maior incidência em mulheres. Doenças malignas relacionadas ao S. Linfóide e a cirrose hepática predispõem à formação de anticorpos. SISTEMA COMPLEMENTO O Sistema Complemento, é um sistema complexo constituído por muitas proteínas com atividade enzimática que complementam o efeito dos anticorpos. Efeitos Biológicos: Imunoaderência, lise da célula alvo e facilitação da fagocitose do antígeno. A presença de duas moléculas de IgG ou uma de lgM ligadas às hemácias (complexo Ag - Ac) são capazes de ativar a cascata do complemento. A aderência de fragmentos C3b pode levar à facilitação da fagocitose (opsoninização) levando a: HEMÓLISE EXTRA-VASCULAR Quadros de mal aproveitamento transfusional. A inserção dos componentes finais (C5 - C9) na membrana eritrocitária leva a formação de orifícios funcionais HEMÓLISE INTRA-VASCULAR. Exemplo clássico: Anticorpos do Sistemas ABO, dai a extrema importância transfusional deste Sistema ATIVAÇÃO DA CASCATA DO SISTEMA DE COMPLEMENTO REAÇÃO ANTÍGENO ANTICORPO Antígeno ESPECIFICIDADE REVERSIBILIDADE Ag-Ac Ag + Ac A reação antígeno-anticorpo é uma reação de equilíbrio submetida à Lei Geral de Ação das Massas. Os anticorpos relacionados aos grupos sangüíneos e seus antígenos estão unidos num equilíbrio dinâmico . (Ag- Ac) = K’ = K (Ag- Ac) K’’ K’ = constante de associação Ag Ac. K’’= constante de dissociação Ag Ac. K = constante de equilíbrio do sistema FIXAÇÃO DE ANTICORPOS NAS HEMÁCIAS Os anticorpos reagem com seus antígenos específicos, a ferramenta laboratorial é a análise da aglutinação. REAÇÃO DE HEMAGLUTINAÇÃO A aglutinação é a formação de agregados suficientemente grandes que possibilitem a sua visualização. HEMÁCIAS NÃO AGLUTINADAS AGLUTINAÇÃO As IgM possuem 10 sítios de ligação com o antígeno e são denominadas ANTICORPOS AGLUTINANTES. As IgG são monômeros e possuem apenas 2 sítios de ligação com o antígeno e são denominadas ANTICORPOS SENSIBILIZANTES POTENCIAL ZETA É a diferença de potencial eletrostático entre a superfície das células e a periferia da nuvem iônica. (ZONA DE DESLIZAMENTO) As hemácias são partículas eletro-negativas devido aos grupos carboxílicos das sialoglicoproteínas da membrana eritrocitária. Essa eletronegatividade cria uma forte repulsão entre elas em meio salino. Os eletrólitos contidos no meio, envolvem cada hemácia como uma nuvem de íons positivos que se torna menos densa, à medida que se distancia do glóbulo. A força de repulsão entre as hemácias depende do Potencial Zeta. Carga elétricas negativas das hemácias Constante dielétrica do meio Força iônica do meio _ _ _ _ + + + + +_ + _ + + + + + + ++ + + + _ + _ + _ + + + + + _ + + + + + + + + + + + _ _ + + ++ _ + _ + _ + + + + + + _ + + _ + + _ + + ++ + + + + COOH_ + ++ +_ + _ + + COOH+ + + + + + _ _ + _ COOH+ + + + + + + + + + COOH_ _ + + + + + _ + + + COOH_ + + + + + _ + + + COOH- COOHCOOH- COOHCOOHCOOH- + + + + _ +_ + + + + + + + _ + + + + + + + + +_ + + + + _ + + + + + + + + + + _ + + + + _ + + _ + _ + + _ + + _ + _ _ _ + + _ + + ++ + + + + _ + + _ + + + + _+ + _ + _ + + + + + + + + + _ + + + _ + _ + _ + + + + + + _ + ++ + + _ + _ + Reação Ag-Ac COOH_ + ++ + _ + COOH+ + + + + COOH_ _ + + _ + + + + + COOH+ + _ + _ + + + + COOH+ + + _ + + + + _ + + COOH+ + + + _ +_ + + COOH+ + + + + + _ _ COOH+ + + + + + COOH+ + + + _ + + + _ + COOH_ + + + + + COOH+ + + + _ + + + + COOH_ + ++ + ImunoBase- DiaMed AG POTENCIALIZADORES Substâncias que auxiliam o fenômeno da aglutinação Os anticorpos não aglutinantes fixam-se sobre as membranas das hemácias sem aglutiná-las. Podemos visualizar a aglutinação de hemácias sensibilizadas por IgG aplicando artifícios técnicos que interferem no Potencial Zeta diminuindo-o a um ponto critico e levando a AGLUTINAÇÃO. É o que denominamos produção artificial da aglutinação. TRATAMENTO DAS HEMÁCIAS POR ENZIMAS Pickles - 1946 As enzimas proteolíticas retiram polipeptídios contendo ácido siálico das glicoproteínas membranares das hemácias. Isto determina a diminuição da carga elétrica das hemácias diminuindo sua repulsão. Também aumentam a afinidade do anticorpo pelo antígeno pois expõem melhor estes antígenos Ex. PAPAÍNA, FICINA, BROMELINA ADIÇÃO DE SUBSTÂNCIAS MACROMOLECULARES Determina a neutralização de parte das cargas elétricas negativas das hemácias pois se polarizam em seu campo elétrico. Aumento da constante dielétrica do meio e assim temos diminuição do Potencial Zeta por substâncias hidrossolúveis como: ALBUMINA e FICOL. POLÍMEROS SOLÚVEIS EM ÁGUA São substancias que rechaçam moléculas de água facilitando a fixação de anticorpos auxiliando portanto a 1a fase da reação antígeno-anticorpo: POLIETILENOGLICOL ADIÇÃO DA ANTIGLOBULINA HUMANA (AGH) A AGH é um hétero-anticorpo que reconhece proteínas humanas. Este é um artifício imunológico para se visualizar o fenômeno da hemaglutinação A fração Fab da AGH se liga na fração Fc das imunoglobulinas e também ao complemento. Os pontos de ligação levam a neutralização das cargas elétricas e assim temos diminuição do Potencial Zeta _ _ + _ + + + _ + + + + + _ + + _ + + + + _+ + ++ _ + _ + + + + + + + + + _ + + _ + _ + _ + + + + + _ _ + + + + + + + _ + _ + _ + + COOH+ + COOH_ _ _ + + + + COOH+ + + + + _ _ + + + + COOH_ + + + _ + + + _ COOH+ + + + + + _ +_ COOH+ + + + + + _ _ COOH+ + + + + + + + _ + COOH+ + _ + + _ + + COOH+ + + + _ + + COOH+ + _ + + + ImunoBase- DiaMed AG COOH- ( x 103 ) Fonte: P. Rouger e C. Salmon; La pratique de l´agglutination des Érythrocytes et du Test de Coombs