Le proteine sono costituenti importanti di tutte le cellule e i tessuti. Hanno funzione strutturale all’interno della maggior parte degli organi, oltre a costituire gli enzimi ed alcuni ormoni che regolano le funzioni dell’organismo. L’elettroforesi delle proteine è un metodo che consente di separare le proteine sulla base della loro massa e carica elettrica. Conoscere quali proteine sono presenti, assenti, elevate o diminuite nei liquidi biologici può contribuire a diagnosticare e/o monitorare varie patologie e condizioni.I liquidi biologici, quali sangue, urina e liquido cefalorachidiano, contengono molte proteine differenti che hanno diverse funzioni, comprese il trasporto di nutrienti, la rimozione delle tossine e il controllo dei processi metabolici.Le due principali classi di proteine sono:
- L’albumina, prodotta dal fegato, rappresenta circa il 60% delle proteine nel sangue.
- Le globuline, un gruppo eterogeneo di proteine, sono prodotte dal fegato ad eccezione degli anticorpi e delle proteine del complemento.
Quando le proteine prelevate da un liquido biologico vengono separate mediante elettroforesi, formano un modello caratteristico di “bande di migrazione” di diversa ampiezza e intensità, che riflette la tipologia e la quantità di proteine presenti. Questo modello si divide in sei frazioni, chiamate prealbumina (raramente rilevata nell’elettroforesi su siero o urinaria), albumina, alfa 1, alfa 2, beta e gamma. In alcuni casi, la frazione beta si divide ulteriormente in beta 1 e beta 2.Ciascuno di questi gruppi proteici (frazioni elettroforetiche) è distinto e possiede concentrazioni specifiche. L’elettroforesi delle proteine orienta verso la diagnosi di varie patologie, ognuna delle quali associata ad un modello di bande caratteristico. La maggior parte delle proteine plasmatiche e la loro funzione è tabulata nella propria frazione elettroforetica (la banda a cui appartiene) in un tabella dal titolo Gruppi di Proteine.Le patologie e le condizioni associate all’alterata produzione o perdita delle proteine causano variazioni nel modello delle bande rilevate sull’elettroforesi proteica. L’esempio più importante è la comparsa di una banda monoclonale ben visibile nella regione gamma (la frazione in cui migrano le immunoglobuline). Infatti, la crescita e la divisione cellulare incontrollata delle plasmacellule maligne nel corso del mieloma multiplo implicano la produzione di quantità elevate di un singolo tipo di immunoglobuline (immunoglobulina monoclonale), rilevate sul tracciato elettroforetico sotto forma di un picco visibile nella regione gamma. Quando viene rilevata la presenza di una proteina anomala (banda o picco), occorre effettuare ulteriori test per identificarne il tipo (immunotipizzazione). L’ Immunofissazione (o immunoelettroforesi) e l’ immunosottrazione possono essere utilizzate per identificare le bande anomale rilevate sull’elettroforesi proteica, tipicamente nella regione gamma, al fine di determinare se un tipo di anticorpo (immunoglobulina) viene prodotto in modo anomalo (ad esempio, IgG, IgA, IgM).Nella maggior parte dei casi di mieloma multiplo, vengono prodotte quantità eccessive di un singolo tipo di immunoglobulina intera (intatta). Più raramente, le plasmacellule producono in eccesso solo parti di immunoglobuline, note come “catene leggere libere”, che vengono rilasciate nel sangue: essendo molecole molte piccole, passano il filtro renale e vengono eliminate con le urine. Le catene leggere in eccesso nell’urina vengono definite “proteine di Bence Jones”.
Proteins are important constituents of all cells and tissues. They have a structural function within most organs, as well as constituting the enzymes and some hormones that regulate the functions of the organism. Protein electrophoresis is a method that allows proteins to be separated based on their mass and electrical charge. Knowing which proteins are present, absent, elevated or decreased in biological fluids can help diagnose and/or monitor various diseases and conditions. Biological fluids, such as blood, urine and cerebrospinal fluid, contain many different proteins that have different functions, including the transport of nutrients, the removal of toxins and the control of metabolic processes. The two main classes of proteins are: Albumin, produced by the liver, represents approximately 60% of the proteins in the blood. Globulins, a diverse group of proteins, are produced by the liver with the exception of antibodies and complement proteins. When proteins taken from a biological fluid are separated by electrophoresis, they form a characteristic pattern of “migration bands” of different width and intensity, which reflects the type and quantity of proteins present. This pattern is divided into six fractions, called prealbumin (rarely detected in serum or urine electrophoresis), albumin, alpha 1, alpha 2, beta, and gamma. In some cases, the beta fraction further divides into beta 1 and beta 2. Each of these protein groups (electrophoretic moieties) is distinct and has specific concentrations. Protein electrophoresis orients towards the diagnosis of various pathologies, each of which is associated with a characteristic band pattern. Most plasma proteins and their function are tabulated in their electrophoretic fraction (the band to which they belong) in a table entitled. Protein Groups. Pathologies and conditions associated with impaired protein production or loss cause changes in the pattern of bands detected on protein electrophoresis. The most important example is the appearance of a clearly visible monoclonal band in the gamma region (the fraction into which immunoglobulins migrate). In fact, the growth and uncontrolled cell division of malignant plasma cells during multiple myeloma involve the production of high quantities of a single type of immunoglobulin (monoclonal immunoglobulin), detected on the electrophoretic trace in the form of a visible peak in the gamma region. When the presence of an abnormal protein (band or peak) is detected, further tests must be carried out to identify its type (immunotyping). Immunofixation (or immunoelectrophoresis) and immunosubtraction can be used to identify abnormal bands detected on protein electrophoresis, typically in the gamma region, in order to determine whether a type of antibody (immunoglobulin) is being produced abnormally (e.g. , IgG, IgA, IgM). In most cases of multiple myeloma, excessive amounts of a single type of whole (intact) immunoglobulin are produced. More rarely, plasma cells produce in excess only parts of immunoglobulins, known as “free light chains”, which are released into the blood: being very small molecules, they pass the renal filter and are eliminated in the urine. Excess light chains in urine are called “Bence Jones proteins”