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INSTRUMENTAÇÃO BIOMÉDICA Imunologia Clínica – Técnicas & Aplicações Prof. Jannison Ribeiro Definir os princípios dos exames imunológicos; Principais tecnologias envolvidas nos exames Imunológicos. Imunologia no laboratório clínico • Ensaios baseados em princípios imunológicos são utilizados em praticamente TODOS os departamentos do laboratório clínico. Hematopoiese Plasmócitos – Produção Anticorpos • Precursor dos Linfócitos B; • Células responsáveis pela imunidade adquirida Humoral Produção de Anticorpos Característica dos Anticorpos • Reconhecimento; • Especificidade; • Ativam vias complemento; • Auxiliam na fagocitose. Imunologia no laboratório clínico • Auxiliar no diagnóstico de doenças infecciosas pela detecção de anticorpos séricos contra bactérias, vírus e parasitas; • Detectar ou identificar microrganismos utilizando anticorpos comerciais; • Detectar substâncias como drogas ou hormônios, utilizando reações de antígeno – anticorpo; Imunologia no laboratório clínico • Tipagem de sangue e tecidos; • Identificar/diferenciar marcadores e tipos celulares; • Avaliar a função imunológica em casos de resposta perante infecções (Doença & Vacinação) Principais testes com antígeno-anticorpo • Testes de aglutinação; • Testes de precipitação; • Testes com nefelômetro; • Testes de fixação de complemento • Testes de anticorpo fluorescentes (AF) Principais testes com antígeno-anticorpo • Imunoensaio Enzimático (EIAs) • Imunoensaios Cromatográficos • Radioimunoensaios (RIAs) • Técnicas de citometria de fluxo • As reações de aglutinação decorrem da ligação entre o Ac e Ag particulado. • É o agrupamento de partículas, usualmente por moléculas de Ac, que se ligam a Ag na superfície de partículas adjacentes. • Agregação visível de partículas Eritrócitos Bactérias Fungos Látex o Fatores que influenciam a formação dos agregados • Classe do anticorpo envolvido. • Concentração iônica e pH do meio. • Tempo e temperatura. • Concentração ótima de antígeno ou Ac a ser fixado nas micropartículas ou células. o Vantagens: • Baixo Đusto. • Boa espeĐifiĐidade. • Leitura visual. • FaĐilidade de exeĐução. o Desvantagens: • Baixa sensibilidade. • Reprodutiďilidade dos lotes de reageŶtes. • AĐessiďilidade ŵoleĐular para iŶteração Ag-Ac. • Estaďilidade da ligação do Ag/AĐ Ŷo suporte. • Neste teste, o antígeno faz parte naturalmente da célula, e haverá aglutinação dessas células promovida por anticorpo contra esses antígenos (antígeno é naturalmente insolúvel). Ex: Identificação de antígenos eritrocitários na tipagem sanguínea, reação de Widal (febre tifóide - Salmonella typhi). • Na reação de aglutinação direta utilizam-se partículas antigênicas insolúveis em sua forma íntegra ou fragmentada. • Hemácias, bactérias, fungos, protozoários podem ser aglutinados diretamente por anticorpo. • Os testes para detectar anticorpos específicos são realizados empregando-se diluições em série do anticorpo, frente a uma quantidade constante de antígeno (a máxima diluição em que ocorre a aglutinação). 1/1 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 • Tipagem ABO • VDRL - Venereal Disease Research Laboratory (Sífilis) - Causas de falso positivo: • Gravidez; • Coinfecção pelo HIV (10x ↑????) • Uso de drogas endovenosas; • Tuberculose; • Infecção por ricketsia; • Infecção por outras espiroquetas; • Endocardite bacteriana; • Alterações da produção de Ig. HIV - VDRL reagente e < 1/32 FTA-abs positivo Tratamento FTA-abs negativo VDRL falso positivo, se títulos1/1 e 1/2 VDRL não reagente Nova testagem em 30 dias, se epidemiologia VDRL FTA-ABS SÍFILIS + + + + - - - + Inicial/Curada - - - • Esse método emprega a adsorção de anticorpos ou antígenos protéicos solúveis na superfície de micropartículas inertes (suporte). • Para o teste, as hemácias e as partículas inertes (látex, leveduras, etc.) podem ser sensibilizadas por adsorção passiva, devida ao contato direto com os antígenos solúveis, por adsorção via agentes químicos. • Devido à grande diversidade de antígenos que podem se ligar às células ou partículas, a aplicação dos testes de aglutinação passiva é muito variada. + • Teste de gravidez Positivo não aglutina, pois os Ac se ligaram ao hCG da urina na incubação + Urina Soro anti hCG POSITIVO NEGATIVO + Soro anti hCG Urina Incubados e colocados em placa Particulas revestidas com hCG Ac hCG + + Incubados e colocados em placa Ac Negativo aglutina • Ac antiimunoglobulinas (Robert Coombs). • Doença Hemolítica do Recém Nato – mãe produz IgG anti-Rh (DHRN) • Não aglutinam os eritrócitos. • Direto: Ac ligados aos eritrócitos fetais. • Indireto: Ac anti-Rh não aglutinantes no soro materno. • Permite detectar incompatibilidades Rh, prevenindo contra DHRN (Terapia), anemias hemolíticas autoimunes. TEIXEIRA, A.C.O.; Ferreira, M.A.S.V. e Marques, A.S.A.. Detecção de Erwinia psidii via enriquecimento em extrato de folhas de goiabeira e imunodifusão radial dupla. Tropical Plant Patology, vol. 33, nº 3. Brasilia, Junho de 2008. • Teste utilizado para detectar a presença de anticorpo (ac) específicos em fluidos corporais; • A formação do complexo ag/ac e sua precipitação permite a visualização do teste; • Antígeno e anticorpo são colocados em meio sólido ou líquido, interagem e precipitam formando uma linha de precipitação, que indica a presença do anticorpo no soro. S S o Elementos necessários para a realização: Placas Imunodifusão Placa de Petri Cuba de eletroforese horizontal o Vantagens • É um método de fácil execução; • Não necessita de aparato sofisticado; • Teste com boa especificidade (característica que indica que o teste em questão identificará somente o ag ou ac desejado) – menor risco de falsos-positivos; • Permite que várias amostras sejam testadas ao mesmo tempo; • Realização relativamente rápida, simples e de custo baixo em comparação com outras técnicas. o Desvantagens • O tempo de incubação pode ir de 24 h até 72 h (Boa visualização); • É um teste que apresenta alguns problemas com a reprodutibilidade, • Difícil peservação do gel; • Não aplicável a alguns isotipos de imunoglobulinas (IgM); 1) A placa se encontra cheia de gel impregnado com um anticorpo específico, 2) Coloca-se os controles positivos e as amostras a serem testadas nos poços perfurados no gel, 3) Incuba-se a placa por 48 horas, 4) Os halos (zona de equivalência) formados em tono dos poços são medidos, o Interpretação dos resultados: • Durante a incubação ocorre a difusão do antígeno na agarose e a formação de complexos ag-ac., • Os complexos precipitam e formam um halo ao redor do orifício, • Existe uma relação linear entre o quadrado do diâmetro do halo (d2) e a concentração do antígeno, http://www.anflalab.com.br/images/Hoja%20Diffuplate%20051.jpg Porf. Cruvinel, W.M.. PRECIPITAÇÃO, Laboratório de Apoio Didático – UCG –Go. Porf. Cruvinel, W.M.. PRECIPITAÇÃO, Laboratório de Apoio Didático – UCG – Go. 1) O gel de agarose ou agar é preparado e colocado na placa, 2) Após a solidificação do gel, poços são perfurados com um molde (perfurador ou roseta), 3) adiciona-se antígeno e a amostra a ser testada nos poços perfurados, 4) Incuba-se a placa por 48 horas.5) Os complexos ac/ag se formam e precipitam formando linhas de precipitação que indicam o resultado. Porf. Cruvinel, W.M.. PRECIPITAÇÃO, Laboratório de Apoio Didático – UCG –Go. o Interpretação dos resultados: • A formação e localização da banda de precipitação indicam a presença de ac bem como sua concentração em relação ao ag; • Quanto mais perto do ag maior a concentração de ac na amostra . • O teste de fixação do complemento (FC) é um método sorológico usado para determinar a presença ou semi-quantificar anticorpos (Ac) ou antígenos (Ag) (Inibição da Fixação do Complemento) em uma amostra, utilizando a ação do Sistema do Complemento. • O complexo Ag-Ac: Quando moléculas de anticorpos ligam-se ao antígeno, os sítios ativos da região Fc tornam-se disponíveis para a ligação do complemento. • Anticorpo aderido a membrana rompimento e lesão na membrana celular! FC C1 FC C2a/C4b Soro do Paciente com Anticorpos Reativos para o Teste Adiciona-se o Ag; Formação Complexo Ag/Ac Complemento liga- se aos anticorpos (Ag/Ac/Comp.) Adiciona-se Hemácias com o Ag inespecífico aderido a membrana Não há hemólise! Reação Positiva Soro do Paciente sem Anticorpos Reativos para o Teste Adiciona-se o Ag; Antígeno Livre Sistema Complemento livre na solução (Não foi consumido) Adiciona-se Hemácias com o Ag inespecífico aderido a membrana Ativação Complemento. Ocorre Hemólise. Reação Negativa! Resultado Positivo (Existe Ac contra Ag pesquisado) Resultado Negativo (Não existe Ac contra Ag pesquisado) o VANTAGENS: • Baixo custo. • Boa especificidade. • Boa sensibilidade. • Boa visualização. o DESVANTAGENS: • Probabilidades para falso-negativos devido a: • Perda da atividade do complemento. • Sensibilização insuficiente de hemácias. • Probabilidades para falso-positivos devido a: • Hemácias fragilizadas (velhas). • Baixa especificidade (dependendo do antígeno adsorvido na hemácia). Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay ELISA é um teste imunoenzimático que permite a detecção de anticorpos/antígenos específicos no plasma sanguíneo. Este teste é usado no diagnóstico de várias doenças que induzem a produção de imunoglobulinas. APLICAÇÕES • Doenças infecciosas (HIV, Hepatites…); • Detectar alergia a alimentos (leite, ovo...); • Identificação de antígenos (hormônio da gravides, alergia a drogas...); • Doenças auto-imunes; • Concentração sérica de anticorpos. • Teste utilizado para detectar a presença de antígenos (Ag) ou anticorpos (Ac) específicos em fluidos corporais ou sobrenadantes de cultura. • Une a especificidade de uma ligação Ag-Ac com a sensibilidade de uma reação enzimática; • Uma enzima reage com um substrato o qual então desenvolverá coloração dependente da concentração de Ag/Ac pesquisados. Vantagens • Teste com alta sensibilidade (O ELISA detecta moléculas na ordem de nanogramas) – menor risco de falsos-negativos; • Teste com alta especificidade (característica que indica que o teste em questão identificará somente o Ag ou Ac desejado) – menor risco de falsos-positivos; • Permite que várias amostras sejam testadas ao mesmo tempo; • Realização relativamente rápida, simples e de custo baixo a médio em comparação com outras técnicas de imunodiagnóstico. Desvantagens • Necessidade de mão de obra especializada; • Alguns reagentes podem degradar-se com facilidade, com exposição à luz do sol ou a elevadas temperaturas. • Por ser uma técnica altamente sensível e específica, é muito susceptível a erros de pipetagem, variações nos tempos de incubação e lavagens, e alterações nos reagentes. • ELISA Direto Detecta o Antígeno; • ELISA Indireto Detecta o Anticorpo; • ELISA Competição Detecta Ag com baixo peso molecular (monovalentes) – Quantitativo; • ELISA Captura Detecção de Acs IgM/IgG, infecção primária/secundária (Testes rápidos) • Os testes dispensam o uso de reagente adicional ou equipamentos. São testes de triagem, portanto de elevada sensibilidade, e consequentemente elevado custo. • A amostra aplicada se liga ao conjugado colorido e após a migração por cromatografia a formação do imunocomplexo é revelada pelo depósito do corante coloidal na linha de captura. Amostra ANTICORPOS CONJUGADOS COM NANOPARTÍCULAS Fluxo na fita teste ANTICORPOS P/ ANTÍGENO ESPECÍFICO ANTICORPOS ANTI IgG/IgM (INESPECÍFICOS P/ ANTÍGENO) • A imunofluorescência permite a detecção e localização de antígenos em células e tecidos utilizando anticorpos específicos, marcados com fluorocromos, de modo que a localização dos antígenos se torna visível ao microscópio de fluorescência. • De acordo com o mesmo princípio, podemos detectar e localizar anticorpos em fluidos biológicos usando seu antígeno correspondente. • Método de alta sensibilidade e alta especificidade. • Diferetemente do ELISA, utiliza-se anticorpos conjugados com Fluorocromos e não à enzimas! o MICROSCÓPIO DE EPIFLUORESCÊNCIA • A reação imunofluorescente que é desencadeada no microscópio de epifluorescência ocorre através da emissão de luz de cor quando o fóton é excitado por luz de curto comprimento de onda (UV); • Para deixar passar somente a emissão secundária desejada, devem-se utilizar filtros apropriados dependendo da cor do fluorocromo. o VANTAGENS • Sensibilidade; • Especificidade; • Reprodutibilidade; • De simples padronização e execução; • O mesmo conjugado pode ser usado em sistemas diferentes. o DESVANTAGENS • Necessidade de microscópio de fluorescência; • Subjetividade na leitura; • Não-automação; • Custo elevado $$$$. DIRETA INDIRETA Detecção de Ag • O anticorpo específico marcado com Fluorocromo (conjugado) é adicionado e se fixa ao antígeno, formando um imunocomplexo estável. • O anticorpo não ligado é removido por lavagens. • O preparado é observado em microscópio de fluorescência. Y Y Y Y Y Y Y Antígeno pesquisado Conjugado Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Antígeno padronizado Conjugado Anticorpo pesquisado Y Y • Antígenos padronizados são fixados a lâminas de vidro. PARA A PESQUISA DE ANTICORPOS/ANTÍGENOS • Realizam-se lavagens para a retirada dos anticorpos não ligados. • O soro do paciente é diluído, colocado sobre o antígeno e incubado para permitir a formação do complexo antígeno-anticorpo. • A preparação é incubada com o conjugado fluorescente e, se houver anticorpo no soro, o conjugado reage com o anticorpo específico para o antígeno. • Observa-se o preparado em microscópio de fluorescência. • Citometria de fluxo é uma técnica utilizada para contar, examinar e classificar partículas microscópicas suspensas em meio líquido em fluxo. • Através de um aparelho de detecção óptico-eletrônico são possíveis análises de características físicas e/ou químicas de uma simples célula. • Permite a análise de vários parâmetros simultaneamente: Volume e complexidade celular (presença grânulos citoplasmáticos); DNA/RNA (Fases divisão celular, apoptose); Classificação cromossomos; Proteínas e antígenos de superfície ( Marcadores CD); Antígenos intracelulares (Citocinas e mediadores) e fármacos. Células variadas fontes Adição de Ac marcados Resultados • Aplicações: Quantificação Hemácias, Plaquetas e leucócitos, diagnóstico e terapêutica de distúrbios hematológicos; Quantidade DNA celular, detecção de mutações de mau prognóstico, diferenciação de células imaturas; Uso de marcadorespara tipos celulares distintos, dosagem citocinas, toxinas e hormônios, detecção e quantificação de microorganismos. Prof. Jannison Ribeiro INSTRUMENTAÇÃO BIOMÉDICA Imunologia Clínica – Técnicas & Aplicações
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