Laurea in Scienze Infermieristiche II° anno IMMUNOEMATOLOGIA Anno accademico 2008-2009 Dssa Adriana Tognaccini U.O. Immunoematologia USL 3

1900: Landsteiner scopre i gruppi sanguigni (sistema AB0) Karl Landsteiner Premio Nobel per la Medicina 1930

GRUPPI SANGUIGNI Caratteristiche ereditarie ed individuali della membrana dei globuli rossi, che possono essere identificate come antigeni utilizzando anticorpi specifici di origine Naturale (regolari) Immune (irregolari) la cui importanza è verificata in vivo (reazioni trasfusionali, anemie emolitiche) o in vitro (a scopi diagnostici)

GRUPPI SANGUIGNI Esistono molti sistemi gruppo-ematici (al momento attuale se ne conoscono 23). Sulla membrana eritrocitaria infatti sono presenti oltre 600 antigeni la cui struttura è determinata geneticamente .

GRUPPI SANGUIGNI SISTEMA GRUPPO EMATICO: gruppo di determinanti antigenici controllati da geni che occupano lo stesso locus (alleli) o loci strettamente “linked”, tanto che non è possibile crossing-over.

SISTEMA GRUPPOEMATICO AB0 Il sistema più importante è sicuramente il sistema AB0. La sua importanza deriva dalla costante presenza di anticorpi “naturali” diretti contro gli antigeni assenti sui globuli rossi. Le reazioni trasfusionali da incompatibilità AB0 possono pertanto comparire fin dalla prima trasfusione e sono spesso mortali

SISTEMA AB0 Questo sistema è caratterizzato quindi dalla presenza: di antigeni sulle emazie di anticorpi nel siero o plasma diretti contro l’antigene mancante

SISTEMA AB0 Gli antigeni non sono esclusivi dei globuli rossi, ma si trovano anche sulle cellule di molti tessuti e liberi nei liquidi corporei Antigeni strutturalmente simili si trovano inoltre nel mondo vegetale e nei batteri

SISTEMA AB0 Grazie all’esistenza di Ac naturali è stato il primo sistema gruppo-ematico scoperto. Fu scoperto da Landsteiner nel 1900, cimentando il siero di alcuni individui con le emazie degli altri (inizialmente furono individuati solo 3 gruppi, corrispondenti ai fenotipi 0,A,B) di cui 2 piuttosto numerosi, 1 meno frequente

SISTEMA AB0 I globuli rossi dei soggetti del 1° gruppo, uno di quelli numerosi, non venivano agglutinati da nessun siero Zero ( O ) reaction I loro sieri agglutinavano le emazie di tutti i soggetti degli altri 2 gruppi

SISTEMA AB0 Le emazie del secondo gruppo venivano agglutinate dai sieri di tutti gli individui del primo gruppo (O) e del terzo il loro siero agglutinava solo le emazie degli individui del terzo gruppo gli individui di questo secondo gruppo furono identificati con la lettera A

SISTEMA AB0 Le emazie del terzo gruppo, meno numeroso, erano agglutinate da tutti i sieri del primo gruppo (O) e del secondo gruppo (A) il loro siero agglutinava solo le emazie degli individui del secondo gruppo gli individui di questo terzo gruppo furono identificati con la lettera B

SISTEMA AB0 Successivamente, nel 1902, fu individuato un quarto gruppo di individui, le cui emazie reagivano con i sieri di tutti gli altri gruppi Il loro siero non agglutinava le emazie di nessun gruppo Gli individui di questo 4° gruppo furono identificati con la lettera AB

I QUATTRO GRUPPI CLASSICI Gruppo Antigene anticorpo frequenza O nessuno Anti A,B 45% A Anti B 40% B Anti A 10% AB A,B Nessuno 5%

SISTEMA AB0 La determinazione del gruppo AB0 comporta necessariamente: La ricerca degli antigeni sui globuli rossi (prova diretta) La ricerca degli anticorpi nel siero (prova indiretta)

COMPATIBILITA’ Globuli rossi A A 0 0 AB AB B B

COMPATIBILITA’ Plasma A A A B AB 0 0 B B

SISTEMA AB0 Le emazie 0 sono compatibili con tutti gli altri gruppi perché prive degli antigeni A e B (emazie universali) Il plasma 0 è trasfondibile solo a pazienti 0 perché contiene sia anticorpi Anti A che anticorpi anti B

SISTEMA AB0 Le emazie AB sono compatibili solo con i soggetti AB perché contengono entrambi gli antigeni Il plasma AB è trasfondibile a chiunque perché non contiene anticorpi anti A né anti B (plasma universale)

Antigeni del Sistema AB0 Gli antigeni del sistema ABO sono di natura polisaccaridica La presenza di zuccheri specifici determina l’attività antigenica A e B: N acetilgalattosamina determina la specificità A D galattosio determina la specificità B Questi zuccheri vengono attaccati ad una catena contenente altri zuccheri

Sistema gruppo ematico ABO Questa catena è detta sostanza H, è comune anche ad altri sistemi gruppali, si trova sulla superficie delle emazie O Due enzimi specifici (transferasi) determinati dai geni A e B, aggiungono alla sostanza H: una molecola di acetil-galattosamina, evidenziando la specificità A, una molecola di D-galattosio, determinando la comparsa della specificità B

Sistema gruppo ematico ABO La presenza di entrambi i geni A e B provoca la presenza di entrambi gli enzimi e quindi l’attacco di tutti e due gli zuccheri. Le emazie assumono perciò la specificità AB Il gene 0, amorfo, non produce alcun enzima e quindi sulle emazie rimane presente solo la specificità H La sostanza H è a sua volta determinata dall’aggiunta di una molecola di FUCOSIO ad una catena polisaccaridica precursore

Hh Precursore A H AB0 B fucosio galattosio Nacetilgalattosamina Fuc NAcGlc Gal NAcGal Hh Precursore A H Fuc AB0 POSSIBILI CAMBIAMENTI DI GRUPPO B fucosio galattosio Nacetilgalattosamina

Sistema gruppo ematico ABO ALTRE CARATTERISTICHE: il gruppo A è debole alla nascita e matura dopo il sesto mese talvolta negli individui molto anziani la reattività A si attenua il gruppo A si modifica nel corso di alcune malattie, quali la leucemia, fino a scomparire del tutto esistono varianti deboli genetiche del gruppo A (A2, A3, Ax) e del gruppo B in alcuni casi le varianti A deboli presentano anticorpi anti A

Sistema gruppo ematico ABO ALTRE CARATTERISTICHE: gli anticorpi naturali anti A sono di solito a titolo più alto e hanno maggior avidità degli anti B gli anticorpi anti A,B prodotti dai soggetti di gruppo O sono capaci di reagire con tutti i sottogruppi A e B

Sistema gruppo ematico ABO ALTRE CARATTERISTICHE: alcuni soggetti di gruppo O producono anticorpi anti A e B emolitici (sono detti O pericolosi)

Sistema gruppo ematico ABO CARATTERISTICHE DEGLI ANTICORPI Gli anticorpi naturali anti A e B: sono prevalentemente IgM Sono anticorpi freddi (optimum termico 4°, reagiscono molto bene anche a temperatura ambiente) non passano la placenta danno reazioni emolitiche intravascolari

GENETICA DEL SISTEMA AB0 Il locus AB0 è localizzato sul cromosoma 9. I geni A e B sono codominanti e codificano la sintesi di uno specifica glicosil-transferasi che consente l’attacco dell’oligosaccaride alla catena H Il gene O esiste ma non determina alcun effetto (gene amorfo) alcuni individui sono privi del gene H; il loro gruppo è apparentemente O, ma il loro siero reagisce con tutte le emazie anche se di gruppo O vengono chiamati O Bombay

GENETICA DEL SISTEMA AB0 Padre Madre ALCUNI ESEMPI A 0 se AA figli A0 se A0 figli A0, 00 Padre Madre A B se AA BB figli AB se A0 B0 figli AB, A0, B0, 00

GENETICA DEL SISTEMA AB0 ALCUNI ESEMPI Padre Madre AB 0 figli A0, B0 Padre Madre AB B se BB figli AB,BB se B0 figli AB, A0, BB, B0

SISTEMA Rh E’ il secondo importante sistema gruppo ematico scoperto La sua importanza deriva dal fatto che è fortemente immunogeno e stimola la comparsa di anticorpi che possono provocare reazioni emolitiche trasfusionali e MEN

SISTEMA Rh Questo sistema è caratterizzato solo da antigeni presenti sulle emazie Gli antigeni sono esclusivi dei globuli rossi Gli antigeni sono di natura proteica e fanno parte integrante della struttura di membrana La loro mancanza determina fragilità del globulo rosso che vive meno

SISTEMA Rh Nel 1939 Levin e Stetson avevano descritto il caso di una donna, che aveva partorito un bambino morto Essa, dopo il parto, era stata trasfusa col sangue del marito e aveva avuto una grave reazione trasfusionale Nel suo siero fu trovato un anticorpo che agglutinava le emazie del marito e quelle di 80 donatori su 104 scelti a caso L’Ag responsabile era indipendente dagli antigeni conosciuti fino a quel momento

SISTEMA Rh I due ricercatori ipotizzarono e successivamente dimostrarono che: la donna si era immunizzata contro un antigene fetale ereditato dal marito l’anticorpo aveva attraversato la placenta e prodotto la grave eritroblastosi e la morte del bambino Lo stesso anticorpo era responsabile della grave reazione trasfusionale che aveva avuto la donna

SISTEMA Rh Nel 1940 Landsteiner e Wiener immunizzarono conigli e porcellini d’India con emazie di scimmia Macacus Rhesus e ottennero anticorpi che agglutinavano sia le emazie della scimmia che gli eritrociti dell’85% degli individui umani testati Chiamarono l’anticorpo anti Rh(esus) ed Rh l’antigene corrispondente

SISTEMA Rh Poiché la distribuzione percentuale del nuovo antigene era identica in ognuno dei gruppi ABO, l’antigene Rh non poteva far parte del sistema ABO Successivi studi familiari confermarono che i due sistemi segregavano in modo indipendente

SISTEMA Rh Nello stesso anno (1940) Wiener e Peters dimostrarono che alcuni soggetti trasfusi con sangue ABO compatibile che avevano avuto reazione trasfusionale presentavano nel siero un anticorpo che si comportava esattamente come l’anti Rh delle cavie Veniva così dimostrata l’importanza trasfusionale dell’antigene

SISTEMA Rh Studi successivi su pazienti immunizzati dimostrarono l’esistenza di altri antigeni Le reazioni crociate tra gli anticorpi generati da questi pazienti e una ampia popolazione di individui dimostrarono che gli antigeni da essi evidenziati segregavano insieme e potevano appartenere ad uno stesso sistema

SISTEMA Rh Essi costituivano pertanto un nuovo sistema gruppo-ematico che fu chiamato Sistema Rh Gli antigeni vennero identificati con lettere dell’alfabeto ed il primo antigene fu chiamato D In realtà molti anni più tardi si vide che l’anti Rh di Landsteiner identificava un antigene correlato al D ma non identico

SISTEMA Rh L’antigene D è il più importante nella pratica trasfusionale dopo gli antigeni del sistema AB0. Infatti la sua immunogenicità è superiore a quella di qualunque altro antigene studiato

SISTEMA Rh Del sistema fanno parte numerosi antigeni I più importanti, quelli che vengono testati routinariamente, sono cinque: D C c E e N.B. I caratteri minuscoli vengono sopralineati in caso di scrittura manuale

SISTEMA Rh Dal momento che gli anticorpi Anti C e anti c, anti E e anti e danno reazioni antitetiche, fu ipotizzato che siano il prodotto di geni alleli. Per analogia è stata ipotizzata l’esistenza di un antigene d. Però questo antigene d non è stato mai individuato in quanto incapace (apparentemente) di generare anticorpi E’ perciò molto probabile che non esista

Sistema gruppo ematico Rh Tutta la popolazione viene suddivisa in Rh positiva o Rh negativa sulla base della presenza o assenza dell’antigene D, l’unico correntemente testato Gli altri antigeni, C c E e, fanno parte del cosiddetto fenotipo Rh ( o formula genica) I soggetti Rh (D) positivi rappresentano l’85% della popolazione con piccole variazioni tra un popolo e l’altro

Sistema gruppo ematico Rh POSIVTIVI Possibili fenotipo Rh - CcDee - CCDee - CcDEe - CCDEe - CcDEE - CCDEE - ccDee - ccDEe - ccDEE SOGGETTI Rh

Sistema gruppo ematico Rh NEGAVTIVI Possibili fenotipi Rh - ccdee - Ccdee - ccdEe -CCdee - ccdEE - CcdEe SOGGETTI Rh

Sistema gruppo ematico Rh ALCUNE CARATTERISTICHE IMPORTANTI Tutti gli antigeni di questo sistema sono forti immunogeni Più dell’80% dei soggetti Rh negativi stimolati con emazie Rh (D) positive genera anticorpi anti Rh (D)

Sistema gruppo ematico Rh ALCUNE CARATTERISTICHE IMPORTANTI Non esistono anticorpi naturali (se non raramente come caratteristica personale) Gli anticorpi immuni: sono di classe IgG sono attivi a 37°C passano la placenta provocano reazioni emolitiche gravi Normalmente l’emolisi è extravascolare con scarsa attivazione della cascata complementare

Sistema gruppo ematico Rh ALTRE CARATTERISTICHE: L’antigene D si presenta come un mosaico di sei subunità Ognuna di queste subunità è capace di generare un anticorpo specifico I soggetti Rh(D) positivi mancanti di una subunità possono presentare nel siero l’anticorpo contro la subunità mancante con evidenti problemi trasfusionali

Sistema gruppo ematico Rh ALTRE CARATTERISTICHE: Esiste una variante debole dell’Ag D, definita D debole o Du. Essa può dipendere: Da un gene che codifica per una minore espressione quantitativa del D Dalla interazione con un altro gene, che riduce l’espressione dell’antigene D (per es il C in posizione trans) Da un gene che non codifica tutti gli epitopi che costituiscono l’antigene D completo.

Sistema gruppo ematico Rh ALTRE CARATTERISTICHE Esistono soggetti che per delezione genica esprimono solo alcune delle specificità Rh: sono definiti D deleti (mancano delle attività Cc, o Ee o entrambe)

Sistema gruppo ematico Rh ALTRE CARATTERISTICHE: A somiglianza dello O bombay, alcuni soggetti sono privi di antigeni Rh e sono definiti Rh null; se producono anticorpi anti Rh tutte le trasfusioni sono incompatibili In alcune patologie autoimmuni, talora da farmaci, si generano autoanticorpi ad apparente specificità Rh A volte la specificità è rivolta verso un solo antigene; a volte contro tutto il complesso

GENETICA DEL SISTEMA Rh Gli antigeni del sistema Rh sono codificati da due diversi LOCI GENICI - D e suoi alleli - CE e suoi alleli

Sistema gruppo ematico ABO e Rh Il concetto di sangue o donatore universale è strettamente limitato al gruppo ABO ed Rh Sta ad indicare la possibilità di evitare reazioni gravi in condizioni di emergenza, quando non è possibile effettuare il gruppo sanguigno e la prova crociata

Sistema gruppo ematico ABO e Rh Le unità di globuli rossi concentrati O negativo sono considerate universali Tuttavia la presenza di centinaia di altri gruppi sanguigni implica sempre la possibilità di immunizzazione e di reazioni trasfusionali