PROTEİN ELEKTROFOREZİNİN HASTALIKLARIN TANI VE TEDAVİSİNDEKİ YERİ

Hamdullah Turhan
19 Mar 2024
14 dakikada okunur

Güncelleme tarihi: 15 Şub

Elektroforez, proteinleri fiziksel özelliklerine göre ayıran bir yöntemdir. Özel olarak hazırlanmış ortam ve düzeneklerle, çeşitli serum proteinleri alt sınıflara ayrılarak gruplanmaktadır. Bu gruplar çeşitli hastalık gruplarında değişikliğe uğramakta ve bu değişiklikler de hastalıkların tanısında kullanılmaktadır.

Plazmada çok farklı yapı ve fonksiyona sahip farklı protein vardır. Plazma proteinleri olarak adlandırılan bu proteinlerin bazıları basit polipeptid yapıya, bazıları ise immünglobulinler gibi büyük ve karmaşık bir yapıya sahiptir.

Elektroforez, proteinleri fiziksel özelliklerine göre ayırma yöntemidir. Serum belirli bir ortama yerleştirilir ve bir yük uygulanır. Proteinin pozitif veya negatif net yükü, proteinin büyüklüğü ve proteinin şekli, serum proteinlerini ayrımında yaygın olarak kullanılır.

Protein elektroforezi, yüklü protein moleküllerinin bir elektrik alanı ile bir çözücü aracılığıyla taşındığı standart bir laboratuvar tekniğidir. Hem proteinler hem de nükleik asitler, basit, hızlı ve hassas bir analitik araç olan elektroforez ile ayrılabilir.

Protein Elektroforezi Fraksiyonları

Serum proteinleri; kapiller elektroforez ile prealbumin, albumin, alfa 1, alfa 2, beta 1, beta 2 ve gama olarak adlandırılan fraksiyonlara ayrılır. Fraksiyonlar farklı protein türleri içerebilirler. Elektroforez sisteminde anoda en hızlı göç eden fraksiyonlar prealbumin ve albumin iken; en yavaş göç eden fraksiyon gama-globulindir

PREALBUMİN

Transtiretin olarak da adlandırılır. Karaciğerde sentezlenir ve katabolizması kısmen böbreklerde olmaktadır . Prealbumin ve albumin negatif akut faz reaktanlarıdır. Renal disfonksiyon, dehidratasyon, kortikosteroid tedavisi prealbumin seviyelerinde artışa neden olurken; aşırı hidrasyon, fizyolojik stres, karaciğer disfonksiyonu ve enfeksiyon prealbumin seviyelerinde azalmaya neden olmaktadır. Prealbuminin yarılanma ömrü albuminden daha kısadır. Bu yüzden, beslenmenin akut değişimini göstermede uygun bir belirteçtir. Serum protein elektroforezinde albuminin proksimalinde zayıf bir bant olarak görülmekte ve bu nedenle herhangi bir klinik durumun değerlendirilmesinde yeterli olamamaktadır. Nadiren enflamatuar bağırsak hastalığı olan kişilerde prealbumin bandında artış görülebilmektedir.

ALBUMIN BANDI

Karaciğerde sentezlenir ve plazma proteinlerinin yaklaşık olarak %60’ını teşkil eder. Serum albumin düzeyi 35– 53 g/L ’dir. Albuminin başlıca görevi plazma onkotik basıncını sağlamaktır, İkinci görevi olarak birçok molekül için taşıyıcıdır. Ayrıca vücutta bulunan serbest radikallerin temizlenmesine yardımcıdır. Anti trombotik etkilidir . Hipoalbuminemi albumin üretimindeki azalmaya ya da albumin kaybındaki artışa bağlı olarak ortaya çıkmaktadır. Karaciğer hastalıkları, protein malnutrisyonu, akut enflamasyon durumlarında, böbrek hasarında, protein kaybına sebep olan enteropatilerde, termal yanıklarda hipoalbuminemi görülür. Ayrıca kişinin penisilin kullanımı albumin bandında anoda doğru göçe neden olabilmektedir.

Albumin serumun en büyük protein bileşenini temsil eder. Serumun ana proteini olan albümin, normal fizyolojik koşullar altında karaciğer tarafından üretilir. Albümin düzeyi, karaciğer tarafından proteinin daha az üretildiği, bu proteinin daha fazla kaybı veya degradasyonunun olduğu koşullar altında azalır. Yetersiz beslenme, önemli karaciğer hastalığı, böbrekten protein kaybı (örn, Nefrotik sendrom), hormon tedavisi ve hamilelik düşük bir albümin seviyesine neden olabilir. Yanıklar ayrıca düşük albümin seviyesi ile sonuçlanabilir.

Malnütrisyon veya protein kaybına bağlı hipoproteineminin paterninde tüm fraksiyonlarda azalma görülür, ancak en dramatik redüksiyon sıklıkla albumin bandındadır. Ciddi açlık, malabsorpsiyon veya ciddi kronik hastalıkla ilişkili yetersiz beslenme durumlarında albumin bandında belirgin azalma görülür.

Serum albüminin önemli işlevleri vardır:

a) Bilirubin, uzun zincirli yağ asitleri, T3, T4, kortizol, aldosteron, Ca2+, Cu2+ ve bazı ilaçları taşır.

b) Endojen amino asit deposu olarak görev görür.

c) Plazma onkotik basıncının devamlılığını sağlar.

d) Kanın viskozitesini etkiler.

Serum albümin düzeyinin normal sınırlardan düşük olması hipoalbüminemi olarak tanımlanır. Serum albümin düzeyi 20 g/L’nin altına düştüğünde ödem gelişir.

ALFA 1 BANDI

Alfa 1 lipoprotein, jel elektroforezinde ve bazı kapiller zone elektroforezlerinde kalın soluk bir bant olarak görülür. Yüksek dansiteli lipoprotein (HDL) bu bantta yer alır.. Alfa 1 lipoproteinler Tangier Hastalığı olan bireylerde eksiktir. Artmış alfa 1 lipoprotein konsantrasyonlarına gebelikte, oral kontraseptif kullanımında, menapoz sonrası östrojen kullanımında ve statin ile tedavi edilmekte olan hastalarda rastlanabilmektedir. Östrojenin alfa 1 lipoprotein artışına neden olması HDL reseptörlerine bağnabilmesi ile ilişkilidir.

Alfa 1 antitripsin, alfa 1 bölgesinin katodal ucundaki ayrık bandı oluşturan başlıca proteindir, α1-proteinaz inhibitör olarak da bilinmektedir. Alfa - 1 antitripsin akut faz glikoproteinidir. Karaciğer parankim hücreleri, mononüklear seri hücreler ve alveoler makrofajlarda sentezlenir. Nadir olarak görülen kalıtımsal alfa 1-antitripsin eksikliği, klinik olarak amfizem ve neonatal kolestatik sarılık ile karakterizedir.

Alfa fetoprotein, fetusta karaciğerde ve yolk salkta sentez edilen majör proteindir. Alfa fetoprotein rutinde serum elektroforezinde neredeyse hiç görülmez; fakat, gebelik, testis ve ovaryum kanserlerinde, hepatoselüler karsinom, yolk sac tümörü, mide kanseri ya da kronik hepatit ile teşhis edilmiş hastalarda bu proteinin karaciğerde üretimi artmaktadır.

Alfa-1 asit glikoprotein, karaciğer hücrelerinde sentez edilir. Malign neoplazmalarda ve gastrointestinal sistemin enflamatuvar hastalıklarında alfa-1 asit glikoprotein düzeyi artar. Artmış alfa-1 asit glikoprotein düzeyleri artmış miyokardiyal enfarktüs riski ile ilişkili bulunmuştur.

Alfa - 1 antikimotripsin, alfa - 1 ve alfa - 2 bölgeleri arasında bulunan küçük bir banttır. Bir serin proteazdır. Hepatit C ile teşhis edilmiş bireylerde ve akut yaralanmalardan sonra serum konsantrasyonlarında artış görülür.

Alfa 1- ve alfa 2-globülinler arasında göç eden başlıca serum proteinleri, tiroksin bağlayan globülin ve seruloplazmindir. Tiroksin bağlayan globulin alfa 1 bandında sayılırken seruloplazmin çoğu kaynakta alfa 2 bandında sayılır.

Tiroksin bağlayan globülin, bir glikoproteindir; tiroid hormonları olan T3 ve T4 için temel taşıyıcıdır

ALFA-2 BANDI

Hepatik parankimal hücrelerde sentezlenen seruloplazmin toplam serum bakırının % 95 kadarını ihtiva etmektedir. Plazmadaki redoks reaksiyonlarında görev almaktadır. Fe+2’nin Fe+3’e oksidasyonunda görev alır. Bu sayede demir toksik demir ürünleri olmadan transferine bağlanabilir. Hem ferrooksidaz olarak, hem de akut faz reaktanı olarak görev yapmaktadır. Seruloplazmin daha çok alfa 2-globülin fraksiyonunda gözlenen, %10 civarında karbonhidrat içeren bir bakırlı proteindir. Wilson hastalığında ve malnütrisyonda serum seruloplazmin düzeyi azalır.

Alfa-2 makroglobülin, karaciğer tarafından sentez edilir. Kallikrein plazma inhibitörü olarak görev yapar. Pıhtılaşmada ve kompleman kaskadında görev alan, pankreatik tripsin, lizozomal katepsin ve kimotripsini kontrol eder. Alfa-2 makroglobülin, tiyol esteri plazma protein ailesindendir. Plazma proteinlerinin yaklaşık olarak %8-10’unu oluşturan alfa-2 makroglobülin, plazmada bulunan çinkonun %10 kadarını taşır. Alfa 2-globülin fraksiyonunun büyük çoğunluğunu oluşturur. Alfa 2-makroglobülin, plazmanın en önemli proteaz inhibitörlerinden biridir. Alfa-2 makroglobülin düzeyleri; vasküler demans, diabetes mellitus, Alzheimer hastalığı, nefrotik sendrom, siroz ve hepatitte artar. Serum protein elektroforezinde alfa-2 makroglobülin seviyelerindeki artış alfa - 2 globulin bölgesinin anodal son kısmında görülebilir, fakat bu durum genellikle haptoglobin varlığı ile maskelenebilir. Azalmış alfa-2 makroglobülin seviyelerinin serum protein elektroforezi ile tespit edilebilmesi zordur.

Haptoglobin, eritrosit dışındaki serbest hemoglobini bağlayan plazma glikoproteinidir ve karaciğerde sentezlenir. Hemoliz nedeni ile ya da kırmızı kan hücrelerinin normal dönüşümü ile dolaşıma salınan hemoglobini temizlemekle görevli akut faz proteinidir. Haptoglobin konsantrasyonu, lokal ya da sistemik enfeksiyonlarda, yaralanma ve malignite durumlarında artış gösterir. IL-6, haptoglobin ekspresyonunun ana indükleyicisidir.

Alfa2 bileşeni, bir akut faz reaktanı olarak artar.

BETA-1 BANDI

Beta-globülin-1 fraksiyonunun önemli proteinleri, hemopeksin ve transferrin (siderofilin)’dir.

Bir plazma proteini olan transferin, demir iyonunun bağlanmasında ve taşınmasında rol alır. Transferrin, apotransferrin denilen proteine 2 adet Fe3+ iyonu bağlanmasıyla oluşmuş gerçek bir demir taşıyıcısıdır; az miktarda bakır, çinko, kobalt ve kalsiyum da taşır. Transferrinin plazmaya girecek olan demiri bağlama yeteneğine total demir bağlama kapasitesi (TDBK, TIBC) denir. .Demir eksikliği durumunda yüksek transferin konsantrasyonları görülür.

Transferin konsantrasyonlarında azalma; malignite, yetersiz beslenme ya da kronik karaciğer hastalıkları nedeni ile olmaktadır. Transferin antitrombinin inhibisyonunda rol alır. Demir eksikliği anemisi, hamilelik, östrojen tedavisi gibi durumlar nedeni ile artan transferin seviyesi beta-1 bandı yüksekliğine neden olur. Hemoglobin parçalanınca ortaya çıkan hem molekülü hemopeksin tarafından bağlanarak karaciğere taşınmaktadır. Hemopeksinin yıkımı karaciğerde hem oksijenazlar ile olmaktadır. Hemopeksin %20 oranında karbonhidrat içeren bir glikoproteindir. Hemopeksin, serbest “hem” bağlar. Hem-hemopeksin kompleksi, oluştuktan sonra karaciğer tarafından tutulur ve yıkılır. Karaciğerde, hem-hemopeksin kompleksi yapısındaki “hem” grubunun demiri ferritine verilmekte ve “hem”in geri kalan kısmı bilirubine çevrilmektedir. Hemopeksin düzeyleri diyabette, gebelikte ve malign melanom durumlarında artış gösterir. Hemolitik hastalıklar ise hemopeksin durumlarında azalmaya neden olur.

BETA-2 BANDI

Beta-2 mikroglobulin, düşük moleküler ağırlıklı bir proteindir. Hücre yüzeyindeki Class I antijenlerinin major histokompatibilite kompleksinde yer alan hafif zincirin devamıdır. Endojen üretimi sabit olan beta-2 mikroglobulin glomerüllerden tümüyle filtre olur ve neredeyse %99’u proksimal tübülde geri emilir. Bundan dolayı normal kişilerde beta-2 mikroglobulin seviyeleri sabittir. Serum konsantrasyonları kadınlarda ve erkeklerde farklılık göstermez. Glomerüler filtrasyon hızında azalmaya neden olan renal hastalıklarda, kronik enflamasyonda, karaciğer hastalığı olanlarda, B hücreli lenfoma, multiple miyeloma gibi malign hastalıklarda beta-2 mikroglobulin seviyeleri artış göstermektedir. Tübüler geri emilimin bozulduğu hastalıklarda idrarda artar.

Düşük dansiteli lipoproteinin (LDL’nin) %45’i ester kolesterolden meydana gelmiştir. LDL kolesterolü periferik dokulara taşır. Dolaşımda uzun süre kalmaktadır. Taşıdığı lipitler damarların duvarında okside olduğundan atreojenik etki oluşur.

Kompleman proteinleriyle birlikte IgA, IgM ve bazen IgG de beta fraksiyonunda tanımlanabilir.

GAMA BANDI

Gama-globülin fraksiyonunun önemli proteinleri immünoglobülinler (antikorlar), C1q kompleman sistem proteini ve C-reaktif protein (CRP)’dir. .Serum protein elektroforezinde klinik ilginin çoğunun odaklandığı bölgedir, çünkü immünoglobulinler bu bölgeye göç eder. C-reaktif protein (CRP) beta ve gama bileşenleri arasındaki bölgede bulunur.

Serum protein elektroforezinde beta-gama bandında bulunan CRP karaciğerde sentezlenir. CRP bir akut faz reaktanıdır. CRP enfeksiyon durumlarında hızlıca artmaktadır. Ayrıca klasik kompleman yolağınının aktivasyonunda ve toksik maddelerin detoksifiye edilmesinde rol alır.

Total plazma proteinlerinin yaklaşık %20’sini immünglobulinler meydana getirir. İmmunglobulinler iki değişken ve iki sabit olmak üzere toplam dört zincire sahiptir. İmmünglobulinler sabit bölgelerindeki ağır zincirlerine göre IgG, IgA, IgM, IgD ve IgE olarak isimlendirilmiştir. İmmünglobulinler sabit bölgelerinde kappa (κ) ve lambda (λ) olarak isimlendirilen iki hafif zincir içerir. İçermiş oldukları (κ/λ) oranı 2/1’dir.

IgG, plazma hücrelerinden sekrete edilmektedir. IgG, virüs ve bakteri enfeksiyonlarına yanıt olarak salgılanır. Multiple miyelomda ve buna benzer malignitelerde IgG düzeylerinde artış olmaktadır. Genellikle bakteri ve virüs enfeksiyonlarına yanıt olarak ortaya çıksa da, multiple miyelom gibi malign neoplazmlarda da artış görülebilir. IgG₁, IgG₂, IgG₃, IgG₄ olmak üzere dört alt tipi mevcuttur.

IgA mukozal salgılarda en fazla tespit edilen immünglobulindir. Elektroforez sisteminde beta-gama bandı arasında göç eder. IgA kolostrum ve sütte bulunur ve böylece yenidoğanının intestinal infeksiyonlardan korunmasında ve alternatif kompleman yolun aktivasyonunda görev alır.

IgM yenidoğan döneminde sentezlenebilmektedir. B lenfositlerinde IgM yüzey reseptörleri vardır. Böylece antijene primer yanıt için IgM sekrete edilir. Pentamerik yapıda olan immunglobulin M etkili bir kompleman aktivatörüdür.

IgD, B lenfositlerde antijen için yüzey reseptörüdür.

IgE, mast hücrelerindeki reseptörlere bağlanarak histamin ve diğer vazoaktif moleküllerin salınmasını sağlar. Salgılanan moleküller, alerjik reaksiyon durumlarında damar permabilitesinde artışa ve düz kaslarda kasılmaya neden olur.

İmmünglobulinlerin yetersiz olması elektroforezde gama bandında azalma ile yani hipogamaglobulinemi olarak ortaya çıkar.

IgG eksikliği hipogamaglobulineminin en fazla görülen nedenidir. Ig G’nin yetersiz olması hem genetik sebeplere, hem de protein kaybına bağlı olarak ortaya çıkabilir.

Akut ve kronik karaciğer hastalıkları, kronik enfeksiyonlar, akut diffüz glomerülonefrit, sarkoidoz, karsinom ve otoimmün hastalıklarda serum gamaglobülin fraksiyonu artar.

Nefrotik sendrom, ağır malabsorpsiyon ve malnütrisyon, primer immün yetmezlik ve sekonder immün yetmezlik durumlarında serum gamaglobülin fraksiyonu azalır.

Protein elektroforezinde raporlardaki çizimler, elektroforetik şeridin görsel olarak incelenmesi sağlar. Bu sayede bireysel proteinler hakkında daha ayrıntılı bilgiye ulaşılabilir. Elektroforetik sonuçların yorumlanması, anormal paternleri veya anormal bantları tanımlamak için görsel muayeneye ve tek tek fraksiyonların göreceli miktarlarını nicelleştirmeye bağlıdır. Akut cevap paternleri, serum protein elektroforezi üzerinde büyük etkiye sahiptir. Bu etkiyi özellikle haptoglobin miktarını arttırarak ve kısmen albümin konsantrasyonunu azaltarak yapmaktadır. Haptoglobindeki artışlar, ister akut isterse kronik olsun, genellikle stres uyaranlara bir cevaptır. Alfa1- antitiripsin (AAT) gibi diğer proteinler bu cevaba katkıda bulunabilir; C-reaktif protein (CRP) gibi minör komponentler, akut cevapta 1000 kat yüksekliğe çıksa da bu paterne önemli ölçüde katkıda bulunmaz.

Protein elektroforezi paternleri

Gecikmiş cevap paterni, akut faz cevabının bir uzantısıdır (haptoglobinde artma, albuminde hafif bir azalma) ve γ-bölgesini genişleten immünoglobülinlerde poliklonal artışa neden olur.

Birçok durum gama bandında bir artışa yol açabilse de multipl myelom, soliter plazmasitom, plazma hücreli lösemi, Waldenström makroglobunemisi gibi birkaç hastalık gamma globülinin fokal bölgesinde homojen pike neden olmaktadır. Genellikle hipoalbunemi eşlik etmektedir. Bu "monoklonal gammopatiler" olarak adlandırılan hastalıkları, homojen bir M proteini üreten tek bir plazma hücresi klonunun proliferasyonu ile karakterize edilen bir grup bozukluk oluşturur.

Poliklonal gammopatiler herhangi bir reaktif veya inflamatuar süreçten kaynaklanabilir ve genellikle non-malign durumlarla ilişkilidir. Ya kompansatuar olarak ya da inflamasyona sekonder non-spesifik globülin sentezinde artış söz konusudur. Nefrotik sendromda olduğu gibi idrara proteinlerin spesifik atılımı, küçük proteinlerin büyüklerden daha hızlı kaybolmasıyla gerçekleşir. Yani, protein-kaybettirici nefropatilerin seyrinde önplanda albümin azalırken, ilerledikçe ATT, transferrin ve nihayetinde immünoglobulinlerin kaybedildiği görülür. Büyük miselli β-lipoprotein, a2-makroglobulin (AMG) gibi çok büyük moleküller korunur. Sonuç, tüm bandlar düşerken AMG ve β-lipoproteinin oluşturduğu α2 fraksiyonu artar.

Poliklonal gamopati nedenleri

 Enfeksiyonlar

 Hastalıklar

 Viral enfeksiyonlar, özellikle hepatit, HIV enfeksiyonu, mononükleoz ve varisella

 Bronşiektazi, Kistik Fibrosis, kronik bronşit ve pnömonit gibi akciğer hastalıkları

 Fokal veya sistemik bakteriyel enfeksiyonlar

 Ülseratif kolit, Crohn hastalığı gibi gastrointestinal hastalıkları

 Tuberküloz

 Haşimato ve Graves

 Bağ Dokusu Hastalıkları

 Maligniteler

 Sistemik lupus eritematoz

 Over kanseri

 Temporal arterit

 Akciğer kanseri

 Romatoid artrit

 Hepatoselüler kanser

 Sarkoidoz

 Böbrek tümörü

 Karaciğer Hastalıkları

 Mide kanseri

 Siroz Hematolojik Hastalıklar

 Otoimmün hepatit

 Lenfoma

 Birincil sklerozan kolanjit

 Lösemi

 Primer biliyer siroz

 Talasemi

 Viral kaynaklı hepatit

 Orak hücreli anemi

β-lipoprotein boyanmasında azalma serum kolesterol konsantrasyonundaki azalmaya paralellik gösterir. Ciddi açlıkta immun sistem immunglobulin yapımında azalmadan dolayı etkilenir. Protein kaybettiren enteropati, akut faz cevabı olarak haptoglobulinin yükselmesi ve büyük molekül olan AMG’nin retansiyonu nedeniyle α2 bandı hariç diğer fraksiyonlarda azalma ile giden bir hipoproteinemi paternine sahiptir.

Serum protein elektroforezi (SPE), serumda yer alan proteinlerin elektroforez ortamında ayrıştırılması yoluyla çeşitli hastalıkların tanı ve tedavi izleminde kullanılan bir yöntemdir. Özellikle monoklonal gamopatiye neden olan protein bozukluklarının taranmasında ve tanımlanmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Halsizlik, açıklanamayan anemi, periferal nöropati, patolojik kırık veya litik lezyonların görülmesi, hipergamaglobulinemi, hipogamaglobülinemi, ağır proteinüri, tekrarlayan enfeksiyonlar gibi birçok nedenden dolayı istenen bir tetkiktir. SPE için hemoliz olmamış kandan elde edilen serum örnekleri kullanılır. Serumda yer alan proteinlerin elektroforetik analizi selüloz asetat, agaroz jel, poliakrilamid jel gibi spesifik bir destek ortamında veya kapiller elektroforezde yer alan ince kapiller sistemde yapılabilir. Normal serumdan elde edilen yüksek rezolüsyonlu elektroforez grafiğinde 6 bant görülür. Bunlar albümin, alfa-1, alfa2, beta-1, beta-2 ve gama globülin bantlarıdır. SPE’de görülen piklerde, spesifik bölgelerde artma veya azalmanın tespit edilmesi; akut ve kronik inflamasyon, alfa-1 antitripsin eksikliği, nefrotik sendrom, enfeksiyon hastalıkları, hepatik siroz gibi birçok hastalığın tanısına yardımcı olmaktadır. Bununla birlikte günümüzde serum protein elektroforezi en çok monoklonal gamopatilerin taranması, tanısı ve tedavisinin izlenmesinde kullanılmaktadır. B lenfosit ve plazma hücreleri tarafından sentezlenen gama globülinler, SPE’de gama bandı üzerinde görülürler. Bu proteinlerin üretimi çok arttığında, gama bandında oluşan ve normal olmayan piklerin analiz edilmesi, paraproteinemi ile giden hastalıklarda tanı koydurucu olmaktadır.

Plazma hücreleri vücudu savunma amaçlı antikor üretmektedirler ve bu hücrelerin tek bir klonu aynı yapıda immünglobulinlerin oluşmasına neden olmaktadır. Multiple miyelom plazma hücrelerinin tümörüdür ve monoklonal immünglobulin (paraprotein, M protein, monoklonal antikor) artışına neden olmaktadır. Bunlardan en sık Ig G, Ig A ve hafif zincirli miyelom tipleri görülmektedir. Multiple miyelomdan başka Waldenstrom makroglobulinemisi, lenfoid tümörler, amiloidozis, MGUS (monoclonal gammopathy of undetermined significance) gibi diğer monoklonal gamopatilerde de hastalığa özel paraproteinlerin serum düzeyleri artar ve γ globulin bandında keskin ve dar bir pik oluşur (Bu monoklonal immünglobulinler; polimerler, monomerler ve immünglobulin parçacıkları oluşturarak hafif zincirler (idrarda Bence-Jones proteinleri) veya nadiren ağır zincirler şeklinde görülebilirler. M proteinlerinin yaklaşık % 50’si multiple miyelom, % 25’i B lenfosit kaynaklı neoplazmlar, Waldenstrom makroglobulinemisi, lenfoma ve kronik lenfositik lösemi ve diğer % 25’ise MGUS veya nedeni bulunamamış benign kaynaklı olabilmektedir.

γ globulin bandında yaygın ve genel bir artışa neden olan, antikorların diffüz karışımından meydana gelen poliklonal gamopatiler; kronik inflamasyon, enfeksiyon hastalıkları, karaciğer hastalıkları ve otoimmün hastalıklardan kaynaklanabilir. Çok nadir olmakla beraber birden fazla klondan köken alan biklonal veya triklonal gamopatiler de görülebilmekte ve bu durumda gama bandında birden fazla pik tespit edilebilmektedir .

Monoklonal gamopatilerde pikler her zaman gama bandı üzerinde yer almayabilir. Beta-gama bantları arasında, beta ve alfa bantları üzerinde görülen M protein piklerine de sık rastlanmaktadır. Bu nedenle SPE’de görülen anormal pikler mutlaka immünfiksasyon elektroforezi (IFE) ile incelenmelidir. SPE’de görülen monoklonal proteinlerin türünü tanımlamak (immüntiplendirme) için IFE yapılır. Protein elektroforezi ve immünprespitasyon tekniklerini bir araya getiren IFE, normal SPE olduğu halde şüphelenilen olgularda da patolojik protein varlığını irdelemek için kullanılır. IFE uygulamaları agaroz jel veya kapiller elektroforez sistemleri ile yapılabilir. Hasta serumu dilüe edildikten sonra IFE jeline altı farklı pozisyonda uygulanır ve elektroforez yapılır. Farklı immünglobülinlerin antiserumları (IgG, IgA, IgM, kappa ve lambda) her bir pozisyona eklenerek, antijen-antikor kompleksinin oluşması ve çökmesi sağlanır. IgG, IgA, IgM, kappa ve lambda bölgelerinde sınırları belirgin bir bandın varlığı ile monoklonal proteinlerin türü belirlenmiş olur. IFE duyarlılığı yüksek ve hızlı sonuç veren bir uygulamadır. 50-150 mg/dL gibi düşük miktarlarda monoklonal proteinleri kolayca karakterize edebilmektedir.

IFE uygulamaları kapiller elektroforez ile çalışıldığında monoklonal protein tanımlanması ‘Immunosubtraction (immünçıkarma)’ ile yapılmaktadır. Azalan veya yok olan anormal piklerin hangi antiserum ile ilişkili olduğu tespit edilerek monoklonal komponent tanımlanmaktadır

Serum Protein Elektroforezinin Tanıda endike olduğu Durumlar

Multipl Myeloma tanısı. (M proteini artışı gözlenir)

Çeşitli malignensi (Kanser) durumları

Açıklanamayan periferal nöropatiler

Kronik böbrek yetmezliği ve kemik ağrısıyla ilişkili anemi varsa

Kan yaymasında eritrositlerde rulo formasyonu saptanması

Bence Jones proteinürisi saptanmışsa

Böbrek yetmezliği varsaSerum proteini yüksekliği ile birlikte bulunan Açıklanamayan patolojik kırık veya radyolojik olarak saptanmış likit lezyon durumlarında

Primer amiloidoz ve bağlantılı hastalıklarda

Protein Elektroforezi hangi hastalıklarda Tanıya Katkı Sağlar?

Akut ve kronik inflamatuvar durumlar

Siroz

Nefrotik sendrom

Hipergammaglobulinemi

Hipogammaglobulinemi

Hiperlipemi durumları

Hangi Bulgular Varlığında Serum Protein Elektroforezi İstenilmelidir?

Proteinüri (0.5 gr/L üzerinde çıkıyorsa)

Renal fonksiyon bozuklukları

Tekrarlayan infeksiyonlar

Ciddi yorgunluk durumları

Hemogramda anormallikler görülmesi

Uzun süren sırt ağrıları

Splenomegali

Bulantı ve kusma yakınmaları

Kemik ağrıları

Açıklanamayan poliartrit durumları

Hiperkalsemi durumları

Özellikle Multipl Myeloma Tanısında Çok Önemli

Protein elektroforezi (PE) çeşitli hastalıkların tanısında yararlı bir göstergedir

Multipl myeloma tanısında ise olmazsa olmaz bir tanı yöntemidir

Monoklonal protein (M-proteini), multipl myelomanın karakteristik özelliğidir

Protein elektroforezinde, kan ve idrarda bulunan monoklonal protein miktarı ölçülmektedir

M-Protein, Myelomanın Serum Veya İdrardaki Tümör Belirtecidir

Monoklonal (M)-protein, malign plazma hücrelerinden (veya myeloma hücrelerinden) sentezlenmektedir. Bu durum serum veya idrar protein elektroforezinde belirlenebilmektedir. Bu sayede tedaviye yanıt, remisyon durumu, hastadaki nüks durumu anlaşılabilmektedir

Elektroforezde: Monoklonal protein boyutunu gösteren pik (yükselme) boyutu hesaplanarak ,M- proteini temsil eden protein yüzdesi bulunmaktadır Örneğin:Total proteinin %60’ı pik oluşturmuş ise,Total protein miktarı da 120 gr/L ise, Pik (yükselme) miktarı 72 gr/L’ dir

Total ve M-Proteini Yüzdesi Değişkendir

Bu oranlar zamanla değişebilmektedir Tedaviye yanıt ile M-proteini piki %40’a, total protein miktarı 90 gr/L ’ ye Kısmi yanıtta ise %50 düşüşle 36 gr/L’ye inebilmektedir.

Serum Protein elektroforezi veİdrar protein elektroforezi ile seri ölçüm ve değerlendirmeler, myeloma hastalığının takibinde anahtar role sahiptir

İmmunfiksasyon Testi İle, M-Proteinin Tipi Belirlenebilmektedir

İmmunfiksasyon (İFE) testi: Tanıdaki sınır değerlerde,Tedavide ise maksimum yanıtta önemlidir. Tedavide tam yanıt varlığında İFE testi tamamiyle negatiftir, yani monoklonal protein saptanamamaktadır

Monoklonal Protein Nedir?

İmmunglobulin molekülleri veya parçacıklarıdır. Normal plazma hücreleri, infeksiyonlarla savaş amacıyla gerekli antikorlar olan immunglobulinleri sentezler. Myeloma hastalarında ise, oluşan anormal plazma hücreleri (myeloma hücreleri) normal antikor (immunglobulin) üretemezler. Monoklonal immunglobulin üretirler. Bunlar normal antikorlar gibi fonksiyon gösteremezler. Oluşan immunglobulinler iki ağır, iki hafif zincirden ibarettirler

Elektroforez İle İmmunglobulin Farklılıkları Saptanmaktadır

Myeloma hastalarında hafif zincirler ya da immunglobulin molekülünün fragman/ kombinasyonları önemlidir. İmmunglobulinler beş ağır zincir (IgG, IgA, IgM, IgD, IgE) ile, İki hafif zincirden (Kappa ve Lambda) oluşmaktadır. Böylelikle, ağır ve hafif zincirden oluşan 10 farklı kombinasyon olabilmektedir. IgG kappa, IgG lambda, IgA kappa, IgA lambda gibi Protein elektroforezi ile tüm tipler saptanabilmektedir

Bence Jones Proteini

Fazla olan serbest hafif zincirler kan dolaşımına katılır ve böbreklerden geri emilirler. Tekrardan amino asitlere dönüşürler. Serumda monoklonal protein (M-proteini) varlığında; Böbreklerden serbest hafif zincirlerin miktarı yükselir ve geri emilim kapasitesinin üzerine çıkar. İdrarda da monoklonal hafif zincir saptanır. Buna Bence Jones proteini adı verilmektedir

İdrar Protein Elektroforezi

Proteinürinin değerlendirilmesinde kullanılır. Multipl myeloma şüphesi olan hastalarda, Bence-Jones proteinlerinin saptanması için yapılır. Serum protein elektroforezi ile birlikte yapılmalıdır. İdrar immunfiksasyon elektroforezi (İFE) ise, idrar protein elektroforezi ile saptanan proteinin tipini belirlemeye yardımcıdır.

İdrar protein elektroforezi gerektiren durumlar:

Serumda monoklonal protein 1.5 g/L üzerinde ise,

Serumda monoklonal serbest hafif zincir saptanmışsa

Serumda hipogammaglobulinemi mevcutsa

Serum elektroforezi nefrotik patern gösteriyorsa idrar protein elektroforezi istenilmelidir.

İdrar (Urine) Protein Elektroforezi

Böbrekler, filtre gibi görev yapmaktadır. Sadece birkaç molekülü elimine eder, proteinlerin çoğunu kan dolaşımına geçirir. Bazı küçük proteinler böbrek filtresinden geçerler, ancak tekrardan emilirler, tekrar aminoasitlere dönüşürler. Bu nedenle normal idrarda, sadece eser haldeki bazı proteinler bulunur. Farklı proteinler, farklı hastalıklarda idrarda ortaya çıkabilirler. Böbrek hasarlı ise, proteinleri tutamaz ve idrarda serum proteinleri de görülür. İdrar Elektroforezinde de, serumdaki 5-6 fraksiyonun benzeri görülebilir. Serumda M-proteini varlığında, idrarda da sıklıkla Bence-Jones proteini olarak serbest hafif zincirlerin aşırı birikimi saptanmaktadır. Genellikle Gamma veya Beta bölgesinde dar bir pik olarak görülmektedir. İdrar elektroforezi, Bence-Jones proteinlerinin tespiti ve konsantrasyonunun takibi amacıyla kullanılmaktadır. Ayrıca, böbrek hasarının değerlendirilmesinde kullanılır. Böbrek hasarı, multipl myelomanın sık görülen bir komplikasyonudur

Serum ve İdrar İmmunfiksasyon Elektroforezi (IFE)

Protein elektroforezinde dar bir pik saptanınca, öncelikle Monoklonal protein varlığından şüphelenilir. M-proteini varlığı doğrulanmalı ve tiplerinin belirlenmesi için yapısındaki ağır ve hafif zincirlerden hangilerinin olduğu saptanmalıdır. M-proteinin tipinin bilinmesi, hastalık tanısı ve takibi yönünden önemlidir. Bu amaçla İmmunfiksasyon Elektroforezi (IFE) yapılır

İmmunfiksasyon Elektroforezi (IFE)

IFE yöntemleri, zayıf monoklonal proteinlerin varlığına karşı daha hassastır. Protein elektroforezinde saptanamayan M-proteinler IFE’de saptanabilir. Ancak, IFE ile M-protein miktarı belirlenemez. Bu nedenle iki yöntem birlikte kullanılır. Elektroforez M-proteinini saptar ve miktarını belirler, IFE de tipini belirler.

Monoklonal gamopatilerde, sentez edilen monoklonal proteinin türünü tanımlamak amacıyla yapılır. Protein elektroforezi ile, immünpresipitasyon tekniklerini bir araya getiren bir tekniğe sahiptir. Halen, IFE için en duyarlı ve geçerli yöntem, “gold standart” olarak kabul edilen agaroz jel yöntemidir.

Monoklonal Protein Nasıl Saptanır?

Elektroforez fraksiyonları, görsel olarak da analiz edilebilir.

Elektroforezde ek bir pik görüldüğünde ,

Normal fraksiyon anormal bir deformasyon gösterdiğinde,

Ya da fraksiyonda artış gözlendiğinde, M-protein varlığından şüphelenilir.

Bu anormallikler, genelde Gamma veya Beta bölgelerinde gözlenmektedir

M-Protein Varlığını Doğrulamak İçin

Serum İFE yapılır. M-protein varlığı belirlenince, miktarı da elektroforez eğrisi kullanılarak saptanabilir. . Bu amaçla, elektroforezde M-protein pikinin eğrideki başlangıcı ve bitişi işaretlenebilir ve gr/L olarak M-protein miktarı hesaplanabilir.

Protein Elektroforezi Tedavi Planına Nasıl Yardımcı Olur?

İdrar ve serum protein elektroforezi ile M-protein miktarının ölçülebilmesi ve myeloma tümör yükünün bilinmesi takip ve tedavide büyük avantajdır. Elektroforezde pik saptanmaması durumunda, hastalığın takibi zorlaşmaktadır. Normalde, elektroforezde M-protein piki düzeyi, myeloma ile ilişkilidir.

Sonuç Olarak Serum ve İdrar Protein Elektroforezi myelomanın miktarı ve tipi hakkında temel bir değerlendirmenin yanında tedaviye yanıtın düzeyi ve hızını saptamada ve ayrıca hastalığın progresyon ve relapsların takibinde fayda sağlamaktadır.

Serum Protein Elektroforezi ve İdrar Protein Elektroforezi Kullanımında Öneriler

Yeni myeloma tedavisi başlandığında, Serum Protein Elektroforezi ve İdrar Protein Elektroforezi kullanılarak, serum ve/veya idrardaki M-protein düzeyi tedavi siklusunda her ay ölçülmelidir

Tedavinin etkin olup olmadığı 2-3 ay içinde belli olmaktadır.

M-protein miktarında %25’in üzerinde yükselme, progresyonu gösterir.

Tedavi İzleminde :2-3 ay içinde Serum Protein Elektroforezi/ İdrar Protein Elektroforezinde %50 ve üzerinde M-protein azalması kısmi yanıt, %90 ve üzerinde azalma çok iyi kısmi yanıt, %100 azalma ise tam yanıt olarak değerlendirilir.

Tam yanıtta, İmmunfiksasyon Elektroforezi ile M-proteini saptanmamalı ve kemik iliği testinde myeloma bulguları saptanmamalıdır.

Yüksek oranda yanıta ulaşmak, 4-6 aylık tedavi gerektirebilir.

Maksimum tedavi yanıtı için, otolog kök hücre transplantasyonu gerekebilir

Stabil bir tedavi yanıtı oluşunca, Serum Protein Elektroforezi/ İdrar Protein Elektroforezi ölçümü 2-3 ayda bire azaltılabilir