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
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
A
Anti B
40%
B
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
0
0
A
AB
B
AB
B
COMPATIBILITA’
Plasma
A
AB
AB
A
0
B
0
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
NAc
Glc
Gal
NAcGal
Hh
Precursore
A
H
Fuc
A
B
0
B
0
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
A
Madre
ALCUNI ESEMPI
0
se AA
figli A0
se A0
figli A0, 00
Padre
A
Madre
B
se AA
BB
figli AB
se A0
B0
figli AB, A0, B0, 00
GENETICA DEL SISTEMA AB0
ALCUNI ESEMPI
Padre
AB
Madre
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
• Possibili fenotipo Rh
- CcDee
- CCDee
- CcDEe
- CCDEe
- CcDEE
- CCDEE
- ccDee
- ccDEe
- ccDEE
P
S
O
O
S
G R I
G h V
E
T
T
I
T
V
I
I
Sistema gruppo ematico Rh
• Possibili fenotipi Rh
- ccdee
- Ccdee
- ccdEe
-CCdee
- ccdEE
- CcdEe
N
S
E
O
G
G R A
G h V
E
T
T
I
T
V
I
I
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:
1. Da un gene che codifica per una minore
espressione quantitativa del D
2. Dalla interazione con un altro gene, che riduce
l’espressione dell’antigene D (per es il C in
posizione trans)
3. 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