Exploration du Profil protéique sérique. A. Galmiche, mars 2011

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1 Exploration du Profil protéique sérique A. Galmiche, mars 2011

2 Pourquoi explorer le profil protéique du sérum? L électrophorèse des protéines sériques est un examen simple, réalisé en routine qui permet de dépister et participe au suivi de nombreuses pathologies syndromes inflammatoires, certains cancers, désordres physiologiques ou nutritionnels Complétée par examens spécifiques suivant les situations cliniques

3 Electrophorèse et exploration du Profil protéique sérique 1. L électrophorèse des protéines sériques: technique et interprétation 2. Pathologie non-tumorale 2.1. Le syndrome inflammatoire 2.2. Le syndrome néphrotique 2.3. Hépatopathies chroniques et autres sources d altérations 3. Pathologie tumorale 3.1. Rappels sur les Immunoglobulines 3.2. Les gammapathies monoclonales

4 Plasma / Sérum: définitions Plasma: le sang moins ses éléments figurés Obtenu en prélevant avec anti-coagulants et par centrifugation Le sérum: le plasma fibrinogène Obtenu en prélevant sur tube sec, et en laissant la coagulation procéder

5 Réalisation de l électrophorèse 1. Prélèvement sur tube sec (si tube hépariné: fibrinogène en plus) 2. Coagulation et récupération sérum 3. Dépôt sur gel d agarose (ou techniques capillaires) 4. Electrophorèse 5. Le gel est coloré, séché, puis interprété

6 Séparation électrophorétique des principales protéines du sérum α1-antitrypsin α1-lipoprotein (HDL) α2-macroglobuline, caeruleoplasmine, haptoglobine Albumine transferrine, β-lipoprotein, β2 microglobuline Immunoglobulines +

7 Electrophorèse des Protéines Sériques: profil normal α1 α2 β1 β2 γ-globulines

8 Quantification et rendu des Résultats Concentration absolue / relative (% des protéines totales)

9 Electrophorèse et exploration du Profil protéique sérique 1. L électrophorèse des protéines sériques: technique et interprétation 2. Pathologie non-tumorale 2.1. Les protéines de la réponse inflammatoire 2.2. Le syndrome néphrotique 2.3. Hépatopathies chroniques et autres sources d altérations 3. Pathologie tumorale 3.1. Rappels sur les Immunoglobulines 3.2. Les gammapathies monoclonales

10 Le syndrome inflammatoire Infections (+++), néoplasies peuvent induire un syndrome inflammatoire Sous l effet de cytokines pro-inflammatoires: IL1, IL6, et TNFα, le foie synthétise les protéines de la réponse inflammatoire (PRI) Le diagnostic biologique de syndrome inflammatoire repose sur quelques examens de base la numération formule (polynucléose neutrophiles, thrombocytose, anémie), la vitesse de sédimentation (VS) la mise en évidence et le dosage des PRI: CRP, orosomucoide, haptoglobine

11 Profil électrophorétique du syndrome inflammatoire α1 α2

12 Diagnostic biologique et suivi du syndrome inflammatoire A l électrophorèse, les PRI migrent essentiellement dans la zone des α- globulines. Une hyper α-globulinémie évoque donc un syndrome inflammatoire Diagnostique et Suivi du syndrome inflammatoire: Dosage de la CRP (C Reactive Protein) constitue le dosage de référence CRP est activateur du complément La CRP est un marqueur précoce, sensible et spécifique de la réaction inflammatoire augmentant proportionnellement à son intensité, et apparaît dans les six heures suivant l'inflammation aiguë.

13 Le syndrome Néphrotique: définition & étiologies Pathologie rénale: protéinurie élevée (>3g/j), hypoalbuminémie (<30g/l) Le syndrome néphrotique est la traduction clinique d anomalies rénales très différentes, fonctionnelles ou anatomiques: amylose, diabète, glomérulonéphrites, pathologie auto-immune, altérations idiopathiques notamment Altération plus ou moins importante des propriétés de filtre du glomérule rénal définit syndrome néphrotique plus ou moins sélectif: sélective si constituée essentiellement albumine

14 Le syndrome Néphrotique: traduction clinique Hypoprotéinémie à l origine d oedèmes Fuite d immunoglobulines et de protéines du complément à l origine vulnérabilité vis-à-vis des infections Perte de protéines anti-coagulantes favorise thromboses Altérations métabolisme hépatique: dyslipidémies (hypercholestérolémie, hypertriglycéridémie)

15 Le syndrome Néphrotique: aspect de l électrophorèse des protéines sériques alb α2 Hypoalbuminémie, Hyper α-globulinémie

16 Les hépatopathies chroniques Consommation chronique d alcool favorise l apparition d états fibrotiques du foie. A stade évolué, cirrhose hépatique: Bloc béta-gamma A un stade évolué, la cirrhose peut se traduire par une insuffisance hépatocellulaire: cirrhose décompensée Défaut de synthèse de l albumine: hypoalbuminémie

17 Profil électrophorétique des hépatopathies chroniques hypoalbuminémie Bloc β2 γ-globulines γ β1

18 Autres variations d origines non tumorales Hypoalbuminémies liées aux états de dénutrition sévère β: augmentation de la transferrine dans anémies ferriprives Déficits génétiques: déficit en α1-antitrypsine

19 Electrophorèse et exploration du Profil protéique sérique 1. L électrophorèse des protéines sériques: technique et interprétation 2. Pathologie non-tumorale 2.1. Les protéines de la réponse inflammatoire 2.2. Le syndrome néphrotique 2.3. Hépatopathies chroniques et autres sources d altérations 3. Pathologie tumorale 3.1. Rappels sur les Immunoglobulines 3.2. Les gammapathies monoclonales

20 Electrophorèse des protéines sériques et Gammapathies Monoclonales Pour l essentiel, les immunoglobulines migrent dans la zone des gamma Un pic détecté dans cette zone doit faire évoquer une gammapathie monoclonale, c est à dire la prolifération anormale d un clone lymphoplasmocytaire (LLC, Waldenström ou myélome) L électrophorèse des protéines sériques constitue un examen clé pour le dépistage et le diagnostic de ces pathologies

21 Electrophorèse des Protéines Sériques: profil normal γ-globulines

22 Les Immunoglobulines 5 types d anticorps chez les mammifères: IgA, IgD, IgE, IgG, et IgM. Associées à des fonctions distinctes: pour chaque isotype, une chaine lourde correspdte α, ε, γ, alors que les chaines légères κ, λ sont communes à tous les anticorps IgG IgM IgA IgE IgD 6,9 à 14 g/l 0,34 à 2,1 g/l chez la femme / 0,4 à 2,4 g/l chez l homme 0,7 à 3,7 g/l chez la femme / 0,88 à 4,1 g/l chez l homme < 100 mg/l < 0,15 mg/l

23 Les réponses Immunoglobulines sont de nature clonale Répertoire B Exposition Ag Expansion du clone réactif Et maturation réponse

24 Chaque cellule B fabrique ses gènes d immunoglobuline par recombinaison Locus IgH

25 Maturation de la réponse: Switch d Isotype

26 Chaque cellule B possède un gène d Ig qui lui est propre. La production d une Ig en grandes quantités signe donc l expansion du clone lymphocytaire produisant cette immunoglobuline: donc faire évoquer et rechercher une néoplasie B!

27 Les étapes de la différenciation du lymphocyte B Moelle osseuse en périphérie

28 Néoplasies lymphocytaires B LLC Waldenström Myélome Ig sériques 50 % isotype IgM IgM IgG, IgA Cellule d origine Presomatic hypermutation Postsomatic hypermutation, pre isotype switching Postsomatic hypermutation, post isotype switching

29 Myélome, ou maladie de Kahler Prolifération de cellules différenciées en plasmocytes, produisant le plus souvent IgG ou IgA Tumeur souvent à l origine de lésions ostéolytiques, d insuffisance rénale

30 Maladie de Waldenström A la différence du myélome, il s agit d une cellule qui n est pas engagée de manière terminale dans la différenciation plasmocytaire: la maladie de Waldenstrom est éventuellement classable comme un lymphome prolifération lymphoplasmocytaire monoclonale avec infiltration des organes lymphoides périphériques et de la moëlle osseuse Sécrétion d une IgM monoclonale, Manifestations cliniques en rapport avec hyperviscosité sanguine

31 Les Gammapathies Monoclonales de signification indéterminée MGUS (Monoclonal Gammapathy of Undefined Significance) chez environ 3% des plus de 50 ans dans la population générale Un pic monoclonal retrouvé sans élément clinique ou biologique évocateur d un myélome ou d une maladie de Waldenstrom Risque de transformation maligne est d environ 1% par an. Surveillance clinique et biologique est mise en place

32 Diagnostic biologique des Gammapathies Monoclonales Pour le biologiste, la difficulté essentielle consiste à affirmer l origine monoclonale d une Ig détectée en grande quantité dans le sérum L affirmation du caractère monoclonal repose sur 1. l observation du pic à l électrophorèse: aspect étroit et haut 2. Les examens complémentaires: l immunofixation

33 Exemple de Gammapathie monoclonale α1 α2 β1 β2 γ-globulines

34 Exemple de Gammapathie monoclonale débutante

35 Particularité des immunoglobulines d isotype IgA β1 α1 α2 β2 γ-globulines

36 Cas particulier des chaînes légères libres Proliférations monoclonales de cellules B productrices de chaines légères libres (κ et λ) posent des problèmes de diagnostique biologique: passage urinaire rapide des CLL (protéine de Bence-Jones) L électrophorèse apparait souvent normale dans le sérum on teste donc également les urines dans contexte clinique évocateur

37 Electrophorèse urinaire et chaînes légères libres

38 Principe et application de l immunofixation au diagnostic des gammapathies monoclonales Permet d affirmer la clonalité et de typer immunoglobuline monoclonale L immunofixation est une technique plus sensible que l électrophorèse pour détecter une immunoglobuline monoclonale. fractionnement électrophorétique des protéines du sérum Les pistes électrophorétiques sont saturées avec immunsérums monospécifiques des chaines anticorps (anti-γ -α µ κ λ). Précipitation in situ des immunoglobulines

39 Immunofixation et diagnostic des gammapathies monoclonales Profil normal Gλ

40 Gammapathie monoclonale débutante Mλ

41 Profil oligoclonal

42 Profil oligoclonal Infections (virales ou bactériennes) sont par exemple à l origine de profils oligoclonaux Affections autoimmunes Patients greffés

43 Le dosage des sous classes d immunoglobulines / des CLL dans le diagnostic des gammapathies monoclonales Dosages en néphélémétrie / turbidimétrie sont disponibles pour chaque isotype, ainsi que pour les chaines légères κ et λ Le dosage des CLL et surtout rapport κ/λ déséquilibré quand une immunoglobuline monoclonale est produite (un seul isotype de CLL) Dosage utilisable en dépistage (mais résultats doivent être complétés par typage) et pour le suivi de certaines gammapathies monoclonales

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