$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
M proteiniyle ilgili bozukluklar, serumda ve/veya idrarda monoklonal bir immünoglobulin (M proteini) bulunmasıyla karakterize edilir. Bu proteinler genellikle klonal plazma hücreleri veya B lenfositleri tarafından salgılanır ve öncelikle kötü hutlu plazma hücresi diskrazileri veya iyi huylu monoklonalgamopatilerle ilişkilidir 1,2. Bu durumların klinik spektrumu arasında belirsiz anlamlılığa sahip monoklonal gamopati (MGUS), tek hücreli plazmasitoma (SPC), tümseden multipl miyelom (SMM), multipl miyeloma (MM), plazma hücreli lösemi (PCL), Waldenström makroglobulinemi (WM), sistemik hafif zincirli amiloidoz (AL), B-hücreli non-Hodgkin lenfoma (B-NHL) ve diğer B-hücreli lenfoproliferatif bozukluklar (LPD) yer alır3. İspanya'da yapılan bir retrospektif çalışma, bu durumlar arasında MGUS'un en yaygın olduğunu, vakaların %54,1'ini oluşturduğunu, ardından MM'nin (%31,3) ve diğer kötü huylu gamopatilerin (%14,6) geldiğini bildirdi. Ayrıca, M proteininin nefrotiksendrom 5 gibi bazı neoplastik olmayan durumlara yanıt olarak da üretilebileceğini belirtmek önemlidir.
M proteini testi, M proteinine bağlı hastalıkların tanı ve izlenmesinde kritik bir roloynar 6. Ancak, erken teşhis klinik bir zorluk olarak kalmaktadır; çünkü MM hastaları genellikle ilk evrelerde semptomatik olur ve bu da hastalığın nispeten ileri bir evresinde gecikmiş teşhise yol açar. MGUS hastalarının yaklaşık %1'i yıllık olarak kötü huylu bir duruma (MM, WM veya SPC7) ilerliyor. Neredeyse tüm MM vakalarının MGUS'tan evrildiğine inanılsa da, MM hastalarının %10'undan azının önceki MGUS tanısı öyküsü belgelenmiş olmaktadır. Sonuç olarak, serum ve/veya idrarda M proteininin zamanında tanımlanması, bu bozuklukların erken teşhisi için değerli ipuçları sağlayabilir ve bu durum hasta hayatta kalma ve prognozunu iyileştirmek için kritik öneme sahiptir. Araştırmalar, aktif tarama yoluyla tespit edilen MGUS hastalarının tesadüfen teşhis edilenlere göre daha az komplikasyonyaşadığını göstermektedir 8. Terapötik izleme sırasında, M proteininin izotipi ve elektroforetik göç desenine dair bilgiler, orijinal monoklonal proteinin tekrarlanması ile oligoklonal bantların veya ikincil reaktif bir Mproteini 9'un ortaya çıkışını ayırt etmek için gereklidir. Otolog kök hücre naklinin ardından sıkça gözlemlenen yeni bir M proteininin ortaya çıkışı, çoğu hasta için genellikle olumlu bir prognostik gösterge olarak kabuledilir 10. Bu gözlemle uyumlu olarak, karşılaştırmalı sağkalma verileri, ikincil M proteini geliştiren hastaların medyan genel hayatta kalma süresinin 115,3 ay olduğunu,11 ay olmayanların ise 31,0 ay olduğunu göstermektedir.
Protein elektroforezi, son derece gelişmiş bir analitik tekniktir. Serum M proteininin tespiti için serum protein elektroforezi (SPE), IFE, kapiller elektroforez immünotipleme (IT), serbest hafif zincir (FLC) testi, ağır ve hafif zincir (HLC) tespiti ve kütle spektrometrisi (MS) gibi çeşitli yöntemler mevcuttur. Her yaklaşım kendine özgü avantajlar sunarken aynı zamanda doğal sınırlamalarla da karşılaşır. SPE, agaroz jel elektroforezi (AGE) ve CE olarak da alt bölümlere ayrılabilir. Agararoz bazlı bir ortam kullanan AGE, hızlı ayırım ve analiz için uygun basit ve maliyet etkin bir yöntemdir. Ancak, nispeten düşük hassasiyetle sınırlıdır; tipik bir tespit sınırı 0,3-0,5 g/L 12 olarak değişir ve bu da küçük hacimli veya düşük konsantrasyonlu M proteinlerinin tespit edilmemesine yol açabilir. Ayrıca, bu teknik, bant bükülmesine ve deformasyona karşı hassastır, bu da tekrarlanabilirliği zayıflatıyor.
IFE, M proteini tiplemesinde altın standart olarak yaygın olarak kabul edilir. İlk elektroforezden sonra, spesifik antikorlar (anti-IgG, anti-IgA, anti-IgM, κ, λ) uygulanarak immünopresipitli bantlar oluşturulur ve böylece immünoglobulin tipi ve hafif zincir alt tipi tanımlanır. IFE, M proteinini 0.05-0.15 g/L kadar düşük konsantrasyonlarda tespit edebilir ve SPE'nin 10 katından fazla hassasiyet sağlar. Bu avantaja rağmen, M protein polimerleri içeren bazı örnekler için β-merkaptoetanol ile ayrışmayı sağlamak için özel ön işlem gereklidir. Yetersiz tedavi yanıltıcı sonuçlara yol açabilir. Ayrıca, yeni kombinasyon tedavileri uygulanan hastalar (örneğin, daratumumab, bortezomib, deksametazon ve talidomid/lenalidomid içeren rejimler) yanlış pozitif IFE bulgularıverebilir 13. IFE'nin temel sınırlamalarından biri, M protein seviyelerini nicelikten ölçememesi ve bu nedenle terapötiketkinliğin 14 izlenmesi için uygun olmaması nedeniyle sadece nitel sonuçlar sağlamasıdır. Tedavi edilen hastalar arasında, başarılı tedavi sırasında M protein konsantrasyonu düşse bile IFE sonuçları pozitif kalabilir.
Buna karşılık, BT ayırma ortamı olarak kapiler tamponlar kullanır ve geleneksel IFE'den daha yüksek çözünürlük sunar. Buna rağmen, süreç, genel tespit iş akışını uzatan antiserum karıştırma gibi zahmetli numune ön işlem adımları gerektirir. Ağır zincirlere bağlı olmayan immünoglobulin hafif zincirleri (κ ve λ) olan FLC'ler, serumda doğrudan "gizli bölge" epitoplarını hedefleyen antikorlar kullanılarak nicelendirilir; bu da 10–30 mg/L arasında düşük bir tespit sınırıyla hafif zincirle ilişkili bozuklukların tespit edilmesinde yüksek hassasiyet sağlar. MM'de yüksek serum FLC seviyeleri, tümör yüküyle korelasyonludur ve sağlam immünoglobulinlere kıyasla daha kısa yarı ömrü nedeniyle tedavi yanıtının daha erken değerlendirilmesine olanaktanır 15. Ancak, klinik uygulaması, elektroforez gibi diğer tanı yöntemleriyle birleştirilerek diğer hastalıkları dışlamalı ve kapsamlı bir değerlendirme sağlanmalıdır. Örneğin, böbrek fonksiyonunun bozulması, yanlış şekilde yükselen ışık zinciri seviyelerine yol açabilir. HLC testleri, hem sabit hem de hafif immünoglobulin zincirlerinde epitopları hedef alan antikorlar kullanan başka bir nicel yaklaşımı temsil eder. Bu tasarım, izotipe özgü immünoglobulin eşleşmelerinin (örneğin, IgGκ ve IgGλ) ayrı nicelenmesine olanak tanır ve türetilen HLC oranı, klonalitenin hassas bir göstergesi olarak hizmet eder. Ancak, sonuçlar arka plan poliklonal immünoglobulin seviyelerinden etkilenebilir ve yöntem karmaşık M-protein varyantlarının analizinde daha az güvenilir olabilir. MS, olağanüstü hassasiyet sunar ve M proteinleri için derinlemesine proteomik karakterizasyon sağlar. Ancak, uygulaması yüksek ekipman maliyetleri, uzun analitik prosedürler ve veri yorumlama için gereken uzmanlık nedeniyle kısıtlanmaktadır.
CE, elastik erilmiş silika kapilyarlarını ayırma kanalı olarak kullanan güçlü bir analitik ayırma tekniğidir ve itici güç olarak yüksek voltajlı doğrudan elektrik alanını kullanır. Hedef analizlerin elektroforetik hareketliliği ve/veya bölme davranışındaki farklılıklardan yararlanarak yüksek çözünürlüklü ayrım sağlar. Teknoloji, kuruluşundan bu yana tek kapiler konfigürasyonlardan yüksek verimli kapiler dizilere ve minyatürize mikrofluidik cihazlara kadar ilerlemiştir. Uygulama alanları artık farmastik analiz, biyomedikal ve klinik tanı, gıda güvenliği testleri ve biyoterapevtik karakterizasyon gibi çeşitli alanlarıkapsamaktadır 16,17. CE, M proteinlerinin taraması ve nicel analizi için giderek daha önemli bir araç olarak kabul edilmektedir. Toplam proteine göre M proteininin yüzdesini belirler; bu oran toplam protein konsantrasyonuyla çarpılarak mutlak M protein seviyeleri hesaplanabilir. En önemlisi, minimum örnek gereksinimi onu değerli veya hacim sınırlı örneklerin analizi için özellikle uygun kılmaktadır.
CE üç temel teknik avantaj sunar. İlk olarak, yüksek analitik hassasiyeti (0,1–0,5 g/L), düşük konsantrasyonlu M proteinlerinin etkili tespitini sağlar ve böylece MGUS ve hafif zincirli hastalıklar gibi durumlarda yanlış teşhis riskini azaltır. İkincisi, tam otomatik iş akışı, geleneksel jel bazlı boyama yöntemlerinde bulunan öznel yorumlama hatalarını ortadan kaldırır. Son olarak, test süresi önemli ölçüde 15–20 dakikaya indirilir; bu, geleneksel elektroforez için gereken 60–90 dakikadan belirgin şekilde daha kısadır. Zon elektroforezi ile sıvı kromatografisi arasında kritik bir analitik teknik olarak, CE serbest bir çözeltide elektroforetik ayrım gerçekleştirir. Uygulanan bir elektrik alanı altında, protein molekülleri esas olarak belirli bir pH'da alkali tampon içinde elektroosmotik akışla ayrılır. Özel bir tampon ile seyreltme sonrası, örnekler yüksek voltaj altında kapiller anoda enjekte edilir ve hızlı ve verimli protein ayrımı başlatılır, ardından katodda 200 nm hassasiyetinde tespit edilir. Her analitik döngüden sonra, kapilyarlar otomatik temizlik ve tampon yenilenmesinden geçerek sonraki örnekleri işler. Protein ayrımı şu sırayla gerçekleşir: gamma-globulin, beta-2-globulin, beta-1-globulin, alfa-2-globulin, alfa-1-globulin ve albumin; bu da bir veya daha fazla serum protein fraksiyonundaki anormalliklerin tespit edilmesini sağlar. Özellikle, CE beta bölgesinde gelişmiş çözünürlük sağlar ve beta-1 ve beta-2 globulin bileşenlerine ayırarak daha ayrıntılı klinik bilgisağlar 18. Yapay zekanın entegrasyonu ve çoklu parametre tespitindeki devam eden gelişmelerle CE, M proteini tespiti için birinci sınıf tarama modalitesine dönüşmeye hazırlanıyor. Bu nedenle, bu protokol klinik örneklerde serum monoklonal proteinlerinin hızlı tespiti, lokalizasyonu ve nicel analizi için kapiller elektroforezin kullanımını tanımlar.