Transfuziile sangvine şi grupele sangvine

1901

Karl LandsteinerKarl Landsteiner

Descoperă grupele sangvine A, B, O, AB

• Karl Landsteiner a descoperit că reacţia de cuagulare a sângelui este determinată de o reacţie imunologică prin care anticorpii primitorului aglutinează eritrocitele donatorului.

•Pentru descoperirea grupelor sangvine, Karl Landsteiner primeşte Premiul Nobel pentru Medicină în 1930.

Descoperirea grupelor sangvine

                      

                                                     

                

              

•Există peste 200 antigene eritrocitare;

•Cele mai cunoscute sunt cele din sistemele de grup sangvin ABO şi Rh;

•Fiecare individ are animite tipuri de antigene în anumite combinaţii;

Antigene eritrocitare

Tipul de antigene eritricitare determină tipul de grupă sangvină: A, B, AB sau O (nici un antigen).

 

Sistemul de grup sangvin ABO

Grupa sangvină ABO

Plasma PlasmaPlasma

Plasma

Determinarea grupei sangvine A• Lamă de sticlă cu 2 picături de ser anti-A şi şi respectiv anti-B; se

adaugă 2 picături de sânge de la subiectul analizat;• În partea stângă a lamei serul cu anticorpi anti-A a aglutinat

eritrocitele ce conţin deci antigenul A; • Absenţa reacţiei de aglutinare în partea dreaptă a lamei.

Determinarea grupei sangvine

http://www.bh.rmit.edu.au/mls/subjects/abo/resources/genetics1.htm

              

 

Persoanele cu grupasangvină O sunt consideraţi “donori universali" iar cei de grup AB “primitori universali."

Transfuzii sangvine

• Locusul genic este pe braţul lung al cromozomului 9;

•Există 3 alele ce pot genera 6 genotipuri;

• Alelele pentru antigenele A şi B sunt codominante şi se exprimă dominant faţă de alela pt grupa sangvină O;

Genetica sistemului ABO

Sistemul ABO

Genotipuri Fenotipuri

IA IA A

IA IB AB

IAi A

IB IB B

IBi B

ii O

O BA

Sistemul de grup sangvin Rh

RhesusMaimuţa

Rhesus 3 antigene compun sistemul RhCel mai important este antigenul D

Persoanele Rh (+) prezintă pe hematii antigenul D iar cele Rh(-)nu au

acest antigen pe suprafaţa hematiei; 85% din populaţie este Rh(+);

15% este Rh (-)

Grupa sangvină

GenotipTipuri de alele

Rh pozitivDD D

Dd D or d

Rh negativ dd d

Sistemul Rh

Persoanele Rh negative nu au în ser anticorpi anti-D; Antigenul D este codificat de alela dominantă D prezentă în genotip în stare homozigotă (DD) sau heterozigotă (Dd); Absenţa antigenului D la indivizii Rh (-) semnifică prezenţa în genotip doar a alelei recesive d în stare homozigotă (dd).

Sistemul CDE (Rhesus)

• Fiecare antigen este codificat de o genă

• Include c, C, D, e, E

• Dar indivizii Rh negativi sunt aceia care nu au pe eritrocite antigenul D

• 87% din caucazieni sunt Rh pozitivi

Boala hemolitică a n.n. (HDN)

Apare la gravidele Rh (-) cu feţi Rh (+) dacă a avut loc o expunere la antigenul D anterioar acestei sarcini;

Prevenită prin administrarea postnatală de anticorpi anti-D care vor distruge eritrocitele ce au pătruns în circulaţia maternă la naştere sau după avort

Fiziopatologie• După prima expunere la antigenul D în

cadrul răspunsului imun limfocitele sintetizează iniţial Ig M, molecule mari ce nu pot traversa placenta.

• În cazul unei noi expuneri la antigenul D (a doua sarcină) limfocitele B cu memorie recunosc antigenul D şi sintetizează Ig G care pot traversa

Fiziopatologie

• Anticorpii materni traversează placenta şi distrug eritrocitele fetale

• Sechestrarea eritrocitelor de către macrofage în splina fătului şi distrucţia lor determină anemie hemolitică.

• O măsură eficientă de prevenire a sensibilizării în sistemul Rh este administrarea mamei imediat după naştere de anticorpi anti D.

•Aceşti anticorpi administraţi mamei distrug eritrocitele fetale care au intrat în circulaţia maternă înaintea dezvoltării răspunsului imun.

Incompatibilitatea în sistemul Rh în sarcină

Antigenul Lewis• Antigeni solubili ce se găsesc în plasmă şi

sunt absorbiţi pe suprafaţa eritrocitului.

Le genes

Antigenul Lewis in plasma

RBC

Absorţia antigenului Lewis pe eritrocit

O BA

Antigeni minori• Sistemul MNS = antigenii M, N, S,

s, U• Anticorpii anti-M şi anti-N apar în

mod natural şi nu au semnificaţie clinică

• Anticorpii anti-S, anti-s şi anti-U ~ pot declanşa crize hemolitice

Antigenii MNSs

RBC

Glycophorin A

Glycophorin B

M

N

SsU

M & N only differ in their amino acid

sequence at positions 1 and 5

S & s only differ in their amino acid

sequence at position 29

….5, 4, 3, 2, 1 (NH2 end)COOH end …..

Sistemul eritrocitar Kell• Similar cu sistemul Rh • 2 antigene majore (din peste 20 existente)

– K (Kell), <9% din populaţie– k (cellano), >90% din populaţie

• The K şi k genes sunt alele codominante situate pe chromozomul 7

• Antigenul K este foarte imunogenic (locul 2 după antigenul D) în stimularea sintezei de anticorpi.

Sistemul eritrocitar Kidd• 2 antigene

– Jka şi Jkb (sintetizate de alele codominante respective); alela recesivă Jk

– Fenotipuri:

Genotip Fenotip caucazieni (%)

negri (%)

JkaJka Jk(a+b-) 26.3 51.1

JkaJkb Jk(a+b+) 50.3 40.8

JkbJkb Jk(a-b+) 23.4 8.1

JkJk Jk(a-b-) rar rar

Problemă

Nume

Grupa sangvină

Genotopuri posibile

Anticorpi în ser

Donori

Dl. G AB+ IAIB +/-

IAIB +/+

- Oricine

D-na. B O- i i -/- Anti-A, B şi eventual

anti-D

Doar O-

D-na. J B- IB i -/-

IBIB -/-

Anti-A şi anti-D

B- şi O-

Dl. S A+ IA i +/+

IA IA +/+

IA i +/-

IA IA +/-

Anti-B A-, A+,

O- şi O+

Test

• grupa: B –• Genotip: IB i -/-

sau IBIB -/-

• Donori posibili. B- sau O-

Răspuns

grupa de sânge, genotipuri şi posibilii donori

Test

Grupa sangvină, genotipuri posibile, donori.

Răspuns

•Grupa: AB+

•Genotip: IAIB +/-sau IAIB +/+

•Oricine poate fi donor (AB+, AB-, O+, O-, B+, B-, A+, A-)

Sistemul genetic al hemoglobinei

• tetramer– 2 lanţuri şi 2 lanţuri

• Grupare hem– 1/ per subunite

– Transportă O2

Fiecare din cele 4 molecule hem conţin câte 1 atom feros (Fe2+) în centru care leagă câte 1 moleculă de O2

lanţ alpha

Lanţ Beta

Hemoglobina

Grupare hem

oxihemoglobina (HbO2) deoxihemoglobina

Genetica sistemului

-globine -globine

Cromozom 11 Chromozom 16

Hemoglobina

Organizarea genelor ce codifică cele 2 tipuri de lanţuri globinice pe cromozomi diferiţi

• Clusterul genelor globinice conţine 3 gene functionale, 28 kb pe cz. 16

Clusterul genelor -globinice conţine 5 gene funcţionale şi 2 pseudogene,

50Kb pe cromozomul 11

Fig. 9.20 b

Succesiunea genelor în fiecare cluster se corelează cu expresia lor în cursul dezvoltării

– globine - gene active în primele 5 săpt., în perioada

embrionară– 2 gene : expresie în perioada fetală şi adultă

– globine -gene active în primele 5 săpt., în perioada

embrionară– 2 gene active în perioada fetală şi devin active în perioada perinatală

Tipuri de hemoglobine

• Perioada embrionară: Hb Gower 1(2 Hb Gower 2 (2

• Hemogl.fetală Hb F 22 (2G2, 2

A2)

• Hemoglobină adult Hb A1(97%) 22

• Hemoglobină adult Hb A2(2-3%)

Mutaţii în genele ce codifică hemoglobinele

- 2 tipuri de boli genetice:- talasemii – modificări cantitative ale sintezei

lanţurilor globinice; - hemoglobinopatii- modificări calitative ale sintezei lanţurilor globinice

- Variante hemoglobinice – modificări ale secvenţei de aminiacizi → peptide cu calităţi fizico-chimice diferite >400 variante hemoglobinice - 90% sunt cauzate de substituţia unui aa cu altul- 60 % din mutaţii apar în lanţul beta.

Siclemia/ anemia falciformă

• Afecţiune autosomal recesivă cauzată de o mutaţie punctiformă în gena ce codifică lanţul beta situată pe 11p 15.5

• Polipeptidul β conţine 146 aa

Siclemia

• HB S: acidul glutaminic din poziţia 6 este înlocuit cu valina;

• Transformarea codonului 6 din CTC în CAC

• (mutaţie punctiformă)

Lizina in poziţia #6Hemoglobina C-

146 aa

146 aa

Siclemia

• Deoxihemoglobina

Siclemia

• Substituţia acidului glutamic creează un situs hidrofob în afara β lanţului globinic care va polimeriza cu regiunea hidrofobă a lanţului β adiacent

↓

Polimerizarea lanţurilor β creează fibre lungi dispuse în axul lung al hematiei → membrana se pliază pe acest conţinut rigid→formă de seceră

Siclemia•Afecţiune A.R.

•În condiţiile scăderii p.p. a oxigenului din vasele mici, HbS precipită;

•Hematiile siclizate au membrana rigidă şi nu mai pot traversa vasele mici → aglutinarea hematiilor şi distrucţia lor→ anemie hemolitică

Siclemia: fiziopatologie

• Polimerizarea HbS apare doar după cedarea oxigenului;

• După legarea oxigenului HbS depolimerizează;

• Doar după câteva cicluri de polimerizare

/depolimerizare se produce rigidizarea membranei.

Siclemia: fiziopatologie• Rigidizarea eritrocitelor determină

obstrucţia vaselor mici → necroze tisulare• Ex: medulara renală, splină, oase,

articulaţii; • Heterozogoţii pt. HbS:

40% HbS şi 60% HbA şi sunt asimptomatici;

- crize de siclizare doar la altitudini ridicate ( aglutinări în medulara renală→ hematurie) - relativ rezistenţi la infecţia cu plasmodium falciparum ce determină malaria→ ↑ frecv. genei pt. HbS în populaţiile în care malaria este endemică ( Africa centrală şi de vest, India, Pakistan, etc).

Electroforeza în gel

Metodă pentru separarea moleculelor (ADN, proteine, etc.) pe baza proprietăţilor fizice /chimice:

(1) mărime (2) formă (3) încărcătură electrică.

Electroforeza este utilizată pentru identificarea variantei alelice

Hemoglobina S

GUG CAC CUG ACU CCU GAG GAG AAGval his leu thr pro glu glu lys 1 2 3 4 5 6 7 8

GUG CAC CUG ACU CCU GUG GAG AAGval his leu thr pro val glu lys 1 2 3 4 5 6 7 8

Mutation (in DNA)

Normal mRNA

Normal protein

Mutant mRNA

Mutant protein

Acidul glutamic este un aa încărcat negativ iar valina este un aa. neutru d.p.d.v al sarcinii electrice

+ -Acid glutamic: aa încărcat negativ

Valine: aa.neutru

Heterozygote...

+migration-

•Hb S/C

•Hb A/ C

•Hb A/S

•Hb S

•Hb S

•Hb A/S

•HbA

Sickle cell anemia

Tipuri speciale de hemoglobinopatii

• Hb Lepore: fuziunea a 2 gene şi talasemia (crossing-over inegal între gene non-omoloage)

• Hb Constant Spring (transformarea codonului stop într-un codon cu sens şi continuarea transcripţiei până la următorul codon stop)• lanţurile sunt mai lungi cu 31 aminoacizi

Talasemii

Anomalii cantitative ale sintezei lanţurilor globinice

• Afectarea raportului dintre cantitatea de lanţuri alpha şi beta globinice;• Anemie hipocromă/microcitară

Alpha Tal: Deleţii gene alpha : 1- 4 geneBeta Tal: Diferite tipuri de mutaţii punctiformeSunt afecţiuni A.R. în care heterozigoţii sunt minim/mediu afectaţi

Genetica talasemiilor

Alpha ( ) talasemii

• Scăderea sintezei lanţurilor alpha.

• Prevalenţă crescută în Africa, Orientul mijlociu, India, ţările din bazinul mediteranian.

Tipuri de talasemie

talasemie: 4 forme în funcţie de severitatea scăderii sintezei lanţurilor în urma deleţiilor genice şi implicit a prezentării clinice;

-talasemie: 3 forme în funcţie de severitatea clinică: majoră, intermediară şi minoră

Fig. 11.9

Clasificare & TerminologieAlpha Talasemii

• Status normal / • Purtător sănătos - / • Anemie minoră -/-

--/• Anemie cu Hb H --/-• Hb Barts /hydrops fetalis --/--

Talasemii

Fig. 9.21 (b.1)

Cazuri speciale în talasemie

• Hb Barts & hydrops fetalis • Hb Barts este un tetramer 4

• Asociat cu absenţa sintezei lanţurilor (--/--)• Letală• Hb Barts este capabilă de siclizare

Heterogeneitate în Talasemie

-talasemie• ~200 mutaţii o = nu se sintetizează lanţuri globinice + = sinteza lanţurilor globinice este scăzută

În funcţie de severitatea afecţiunii:• Talasemie majoră• Talasemie forma intermediară• Talasemie minoră

Incidenţa talasemiei pe glob

• În anumite regiuni 2-18% din populaţie sunt purtători;– Include bazinul Mării Mediterane, Orientul Mijlociu,

Subcontinentul Indian, Orientul Îndepărtat.• Migraţiile populaţionale au condus la diseminarea genei...

– ß-Tal este relativ frecventă şi în Europa, America şi Australia. – In 2002:– ~ 240 milione de purtători sănătoşi pe glob– ~ 200,000 n.n. pe an cu ß-Tal majoră (Cao et al, 2002).

Mutaţii în regiunea reglatorie a genei poate cauza talasemie

• Mutaţii în regiunea promotorului (secvenţa TATA box) pot scădea drastic transcripţia genei şi cauza talasemie

Fig. 9.22 a

-Talasemia minoră

• Apare la heterozigoţi;

• dacă ambii genitori sunt heterozigoţi 50% din descendenţi vor avea talasemie minoră şi 25% talasemie majoră (homozigoţi pentru mutaţia genică).

• Clinic normali

• Pot avea o formă uşoară sau medie de anemie.

-Talasemia- forma intermediară

• Scăderea sintezei lanţurilor determină o anemie moderată sau severă;

• Cele mai frecvente complicaţii: deformări osoase şi hepatosplenomegalie

Talasemia majoră (anemia Cooley)

• Lipsa lanţurilor determină o anemie severă, letală în absenţa tratamentului;

• Transfuziile repetate determină o supraîncărcare cu Fe ce se depune în diferite organe (insuficienţă hepatică, renală etc)

• tratament:chelatori de Fe

-Talasemia şi malaria

• Heterozigoţii sunt relativ protejaţi împotriva formelor severe de malarie (infecţie cu plasmodium falciparum);

• Efectul este asociat cu reduceea multiplicării parazitului în eritrocite;

• este determinat de creşterea cantităţii de HbF ce este relativ rezistentă la digestia de către hemoglobinazele parazitului.

Semne şi simptome

Talasemia majoră (anemia Cooley):

• tegumente palide şi retardul creşterii în primul an de viaţă datorită anemiei severe.

• ulterior deformări osoase (hiperplazia seriei eritrocitare) şi hepatosplenomegalie

Blood picture of a ß thalassemia major patient

                                             

Source: Cooley’s Anemia Foundation