Técnica analítica de la inmunoelectroforesis

Incluido en la revista Ocronos. Vol. VII. N.º 7–Julio 2024. Pág. Inicial: Vol. VII; N.º 7: 273

Autor principal (primer firmante): Diana Gracia Chávez

Fecha recepción: 08/06/2024

Fecha aceptación: 05/07/2024

Ref.: Ocronos. 2024;7(7): 273

Autores:

Diana Gracia Chávez (TCAE)

Cristian Ramírez Arias (TCAE)

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Rocío Lara Sánchez (TCAE)

Jacqueline Cecibel Chávez Pilay (DUE)

María Purificación Rubio Aranda (TCAE)

María Naudín Lajusticia (TCAE)

Categoría profesional: TCAE Y DUE

Resumen

En este artículo presentamos una técnica, tanto diagnóstica como de seguimiento, muy útil por su sencillez y capacidad de inclinar un diagnóstico. La inmunoelectroforesis combina electroforesis e inmunodifusión. Aplicar corriente eléctrica en un primer paso, para luego utilizar anticuerpos específicos nos hace capaces de identificar proteínas, que nos sugerirán posibles enfermedades del paciente.

El artículo también confronta su realización por orina y por sangre, cada una con ventajas y desventajas.

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Palabras clave: Inmunoelectroforesis, proteínas, electroforesis, inmunodifusión, gel, ánodo, cátodo, orina, sangre, suero.

Introducción

Dentro de las posibles técnicas analíticas encontramos una muy poderosa llamada inmunoelectroforesis, que se usa en el campo de la inmunología para la separación y caracterización de proteínas en una mezcla compleja, aprovechando tanto la electroforesis como las reacciones antígeno-anticuerpo. Esta metodología no es novedad, dado que fue introducida por primera vez en la década de 1950 por Grabar y Williams, aunque se ha adaptado a los tiempos actuales para ser la potente herramienta que es hoy día.

Principios

La inmunoelectroforesis combina dos tecnologías/técnicas: la electroforesis y la inmunodifusión.

La primera parte del proceso implica la separación de proteínas basada en su movilidad electroforética aplicando corriente eléctrica a una muestra colocada en un gel, que suele ser de agarosa o poliacrilamida. Las proteínas migran a través del gel hacia el ánodo o el cátodo, dependiendo de su carga neta.

Una vez separadas las proteínas por electroforesis, se procede a la inmunodifusión, en la que se cortan ranuras paralelas a la dirección de migración de las proteínas y se rellenan con sueros específicos que contienen anticuerpos capaces de reconocer y unirse a antígenos específicos presentes en la muestra.

A medida que las proteínas y los anticuerpos difunden a través del gel, forman complejos inmunes visibles como precipitados, que posteriormente serán analizados y cuantificados.

Aplicaciones (clínicas y de investigación)

La inmunoelectroforesis se utiliza tanto en el diagnóstico clínico como en la investigación biomédica. En el ámbito clínico, sirve para detectar y caracterizar proteínas en suero, identificar paraproteínas (proteínas anormales) en enfermedades como el mieloma múltiple, y analizar componentes del complemento u otras proteínas del sistema inmunológico.

En investigación, en cambio, se utiliza para estudiar la estructura y función de proteínas, investigar interacciones antígeno-anticuerpo y purificar proteínas específicas.

Técnica en sangre frente a técnica en orina

La inmunoelectroforesis es aplicable para el análisis de proteínas en sangre o en orina, y aunque los principios básicos de la técnica son los mismos, hay diferencias en su aplicación y tipo de información que se puede obtener.

Similitudes

1)    Principio básico:

  • Ambos se basan en la combinación de electroforesis y reacciones antígeno-anticuerpo.

2)    Propósito diagnóstico:

  • Sea en sangre u orina, se usa para identificar y caracterizar proteínas específicas.

3)    Componentes analizados:

  • Proteínas específicas como inmunoglobulinas, componentes del complemento y otras proteínas del suero o de la orina que indicativas de patologías específicas.

4)    Reactividad antígeno-anticuerpo:

  • La especificidad de la técnica depende de la reactividad entre los antígenos (proteínas en la muestra) y los anticuerpos utilizados.

Diferencias

1)    Matriz de muestra:

  • Sangre: Se realiza típicamente con suero, es decir la parte líquida de la sangre después de que se ha coagulado y se han eliminado las células sanguíneas.
  • Orina: Se analizan las proteínas presentes en el propio fluido.

2)    Concentración de proteínas:

  • Sangre: El suero contiene alta concentración de proteínas, incluyendo albúmina, globulinas y fibrinógeno. Esto permite una detección más directa y clara de las proteínas diana.
  • Orina: En condiciones normales contiene bajas concentraciones de proteínas, de hecho, la presencia de proteínas en la orina (proteinuria) es un signo de posibles problemas renales. Puede ser necesario concentrar la muestra antes del análisis.

3)    Indicaciones clínicas:

  • Sangre: Diagnóstico o seguimiento de desórdenes inmunológico, enfermedades infecciosas, deficiencias en el complemento…
  • Orina: Especialmente útil para diagnóstico o seguimiento de enfermedades renales. Encontrar proteínas específicas como la albúmina o cadenas ligeras de inmunoglobulinas (Bence Jones) en orina es señal de posible daño renal o nefropatía diabética, entre otros.

4)    Muestra:

  • Sangre: La extracción de sangre es un procedimiento invasivo que requiere personal formado y las muestras de suero deben ser procesadas rápidamente para evitar la degradación de las proteínas.
  • Orina: La recolección es no invasiva y la suele realizar con facilidad el paciente. Sin embargo, varían significativamente en concentración y volumen, requiriendo estandarización y, a veces, múltiples recolecciones.

Resultados

  • Sangre: Interpretación más directa debido a la mayor concentración de proteínas y la menor variabilidad en la composición del suero.
  • Orina: Interpretación más compleja debido a la variabilidad en la concentración de proteínas, dilución de la muestra y la necesidad de concentrar la orina.

Ventajas de la inmunoelectroforesis

Primeramente, su alta especificidad y sensibilidad. La capacidad de detectar proteínas individuales en una mezcla compleja genera un análisis detallado que fundamenta el diagnóstico de muchas enfermedades. La técnica es sencilla de realizar y sin equipamiento costoso, lo que la hace accesible.

Otra ventaja es su capacidad para proporcionar información cualitativa y cuantitativa sobre las proteínas. La presencia y el patrón de precipitación pueden indicar la cantidad relativa de una proteína en particular, así como informar sobre su interacción con anticuerpos específicos.

Limitaciones

La técnica no es inmediata, con tiempos de incubación de hasta 48 horas para obtener resultados claros. La interpretación de los patrones de precipitación tiene un componente subjetivo y requiere de experiencia para garantizar resultados precisos.

La calidad de los reactivos es diversa, especialmente los anticuerpos, afectando la reproducibilidad de los resultados. No solo su calidad original, también la preparación y el almacenamiento de estos es crítico para minimizar problemas.

Aunque la inmunoelectroforesis es eficaz para detectar una amplia gama de proteínas, no siempre se ajusta para proteínas con bajas concentraciones o las que no se difunden bien en el gel.

Variantes

Inmunoelectroforesis bidimensional (2D): Combina la separación electroforética en dos dimensiones, aumentando la resolución y permitiendo la identificación de proteínas en mezclas aún más complejas.

Inmunoelectroforesis en gradiente: Utiliza un gradiente de pH o de concentración de gel para mejorar la separación de proteínas con características similares.

Inmunoelectroforesis capilar: Utiliza capilares en lugar de geles, permitiendo una separación más rápida y eficiente. Esta técnica es costosa y técnicamente demandante, pero por otro lado permite la automatización y una mayor sensibilidad, lo que la enfoca a usos de alta precisión.

Conclusión

La inmunoelectroforesis es una fundamental en la inmunología y la biología molecular, gracias a su capacidad para separar y caracterizar proteínas con precisión. A pesar de sus limitaciones, las ventajas que ofrece en términos de especificidad y sensibilidad la hacen indispensable.

Si pensamos en el futuro, las variantes propuestas posiblemente bajaran sus costes, mejorando enormemente el procedimiento.

Si se sospecha de un problema no renal, quizá la mejor opción es realizarlo por sangre, dado que, aunque es invasivo y necesita de personal formado, las analíticas sanguíneas son comunes y la gente está habituada a ellas. Consiguiendo así mayor consistencia en resultados. Incluso podemos llevar sus resultados más allá, con la posibilidad de las variantes como bidimensional o PH en gradiente.

Bibliografía

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