Sistema de grupo sanguíneo ABO
El sistema de grupo sanguíneo ABO se utiliza para indicar la presencia de uno, ambos o ninguno de los antígenos A y B en los eritrocitos. Para las transfusiones de sangre humana, es el más importante de los 44 sistemas de clasificación de tipos (o grupos) de sangre diferentes actualmente reconocidos por la Sociedad Internacional de Transfusiones de Sangre (ISBT) a partir de Diciembre de 2022. Una discrepancia (muy rara en la medicina moderna) en este o cualquier otro serotipo puede causar una reacción adversa potencialmente fatal después de una transfusión o una respuesta inmune no deseada a un trasplante de órgano. Los anticuerpos anti-A y anti-B asociados suelen ser anticuerpos IgM, producidos en los primeros años de vida por sensibilización a sustancias ambientales como alimentos, bacterias y virus.
Los tipos de sangre de ABO fueron descubiertos por Karl Landsteiner en 1901; recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1930 para este descubrimiento. Los tipos de sangre ABO también están presentes en otros primates como simios, monos y monos del Viejo Mundo.
Historia
Descubrimiento
Los tipos de sangre ABO fueron descubiertos por primera vez por un médico austriaco, Karl Landsteiner, que trabajaba en el Instituto Anatómico-Patológico de la Universidad de Viena (ahora Universidad Médica de Viena). En 1900, descubrió que los glóbulos rojos se agrupaban (aglutinaban) cuando se mezclaban en tubos de ensayo con sueros de diferentes personas, y que parte de la sangre humana también se aglutinaba con sangre animal. Escribió una nota a pie de página de dos frases:
El suero de seres humanos sanos no sólo aglutina las células rojas animales, sino también a menudo las de origen humano, de otros individuos. Queda por ver si esta apariencia está relacionada con diferencias innatas entre individuos o es el resultado de algún daño de tipo bacteriano.
Esta fue la primera evidencia de que existen variaciones sanguíneas en los humanos: se creía que todos los humanos tienen sangre similar. Al año siguiente, en 1901, hizo una observación definitiva de que el suero sanguíneo de un individuo se aglutinaría sólo con el de ciertos individuos. Basándose en esto, clasificó la sangre humana en tres grupos, a saber, grupo A, grupo B y grupo C. Definió que la sangre del grupo A se aglutina con la del grupo B, pero nunca con su propio tipo. De manera similar, la sangre del grupo B se aglutina con la del grupo A. La sangre del grupo C se diferencia en que se aglutina tanto con A como con B.
Este fue el descubrimiento de los grupos sanguíneos por el que Landsteiner recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1930. En su artículo, se refirió a las interacciones específicas de los grupos sanguíneos como isoaglutinación y también introdujo el concepto de aglutininas (anticuerpos). , que es la base real de la reacción antígeno-anticuerpo en el sistema ABO. Afirmó:
[Se puede decir que existen al menos dos tipos diferentes de aglotininas, uno en A, otro en B, y ambos juntos en C. Los glóbulos rojos son inertes a los aglutininos que están presentes en el mismo suero.
Así, descubrió dos antígenos (aglutinógenos A y B) y dos anticuerpos (aglutininas – anti-A y anti-B). Su tercer grupo (C) indicó ausencia de antígenos A y B, pero contiene anti-A y anti-B. Al año siguiente, sus alumnos Adriano Sturli y Alfred von Decastello descubrieron el cuarto tipo (pero sin nombrarlo, simplemente se refirieron a él como "ningún tipo en particular").
En 1910, Ludwik Hirszfeld y Emil Freiherr von Dungern introdujeron el término 0 (nulo) para el grupo designado por Landsteiner como C, y AB para el tipo descubierto por Sturli y von Decastello. También fueron los primeros en explicar la herencia genética de los grupos sanguíneos.
Sistemas de clasificación
El serólogo checo Jan Janský introdujo de forma independiente la clasificación del tipo de sangre en 1907 en una revista local. Usó los números romanos I, II, III y IV (correspondientes a los modernos 0, A, B y AB). Sin que Janský lo supiera, un médico estadounidense William L. Moss ideó una clasificación ligeramente diferente utilizando el mismo número; sus I, II, III y IV corresponden a los modernos AB, A, B y 0.
Estos dos sistemas crearon confusión y peligro potencial en la práctica médica. El sistema de Moss fue adoptado en Gran Bretaña, Francia y Estados Unidos, mientras que el de Janský fue el preferido en la mayoría de los países europeos y en algunas partes de Estados Unidos. Para resolver el caos, la Asociación Estadounidense de Inmunólogos, la Sociedad de Bacteriólogos Estadounidenses y la Asociación de Patólogos y Bacteriólogos hicieron una recomendación conjunta en 1921 de que se adoptara la clasificación de Jansky en función de la prioridad. Pero no se siguió especialmente allí donde se había utilizado el sistema de Moss.
En 1927, Landsteiner se había trasladado al Instituto Rockefeller de Investigación Médica de Nueva York. Como miembro de un comité del Consejo Nacional de Investigación encargado de la clasificación sanguínea, sugirió sustituir los sistemas de Jansk y Moss por las letras O, A, B y AB. (Hubo otra confusión sobre el uso de la cifra 0 para null en alemán, tal como lo introdujeron Hirszfeld y von Dungern, porque otros usaron la letra O para ohne, que significa sin o cero; Landsteiner eligió esta última.) Esta clasificación fue adoptada por el Consejo Nacional de Investigación y llegó a ser conocida como la clasificación del Consejo Nacional de Investigación, la clasificación Internacional y, más popularmente, la "nueva" clasificación. Clasificación Landsteiner. El nuevo sistema fue aceptado gradualmente y, a principios de la década de 1950, era seguido universalmente.
Otros desarrollos
El primer uso práctico de la tipificación sanguínea en transfusiones fue realizado por el médico estadounidense Reuben Ottenberg en 1907. La aplicación a gran escala comenzó durante la Primera Guerra Mundial (1914-1915), cuando el ácido cítrico comenzó a usarse para la prevención de coágulos sanguíneos. Felix Bernstein demostró el patrón correcto de herencia de grupos sanguíneos de múltiples alelos en un locus en 1924. Watkins y Morgan, en Inglaterra, descubrieron que los epítopos ABO eran conferidos por azúcares, concretamente, N-acetilgalactosamina para el tipo A y galactosa para el tipo A. el tipo B. Después de mucha literatura publicada que afirmaba que todas las sustancias ABH estaban unidas a glicoesfingolípidos, Finne et al. (1978) encontraron que las glicoproteínas de los eritrocitos humanos contienen cadenas de polilactosamina que contienen sustancias ABH unidas y representan la mayoría de los antígenos. Se identificó que las principales glicoproteínas portadoras de los antígenos ABH eran las proteínas Banda 3 y Banda 4.5 y la glicoforina. Posteriormente, el grupo de Yamamoto demostró el conjunto preciso de glicosiltransferasas que confiere los epítopos A, B y O.
Diagrama mostrando las cadenas de carbohidratos que determinan el grupo sanguíneo ABO
Prueba de sangre estudiantil. Tres gotas de sangre se mezclan con el suero anti-B (izquierda) y anti-A (derecha). La aglutinación con anti-A sugiere que este individuo es tipo A.![There are three basic variants of immunoglobulin antigens in humans that share a very similar chemical structure but are distinctly different. Red circles show where there are differences in chemical structure in the antigen-binding site (sometimes called the antibody-combining site) of human immunoglobulin. Notice the O-type antigen does not have a binding site.[30]](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/aa/AP-Biology_Final_Project.svg/147px-AP-Biology_Final_Project.svg.png)
Hay tres variantes básicas de antígenos de inmunoglobulina en seres humanos que comparten una estructura química muy similar pero son claramente diferentes. Los círculos rojos muestran donde hay diferencias en la estructura química en el sitio de unión de antígenos (a veces llamado el sitio de combinación de anticuerpos) de la inmunoglobulina humana. Observe que el antígeno de tipo O no tiene un sitio vinculante.
![There are three basic variants of immunoglobulin antigens in humans that share a very similar chemical structure but are distinctly different. Red circles show where there are differences in chemical structure in the antigen-binding site (sometimes called the antibody-combining site) of human immunoglobulin. Notice the O-type antigen does not have a binding site.[30]](https://en.wikipedia.org/wiki/File:AP-Biology_Final_Project.svg)
Genética
Los grupos sanguíneos se heredan de ambos padres. El tipo de sangre ABO está controlado por un único gen (el gen ABO) con tres tipos de alelos inferidos de la genética clásica: i, IA y IB. La designación I significa isoaglutinógeno, otro término para antígeno. El gen codifica una glicosiltransferasa, es decir, una enzima que modifica el contenido de carbohidratos de los antígenos de los glóbulos rojos. El gen está situado en el brazo largo del noveno cromosoma (9q34).
El alelo IA da el tipo A, IB da el tipo B y i da el tipo O. Como tanto IA como IB son dominantes sobre i , sólo las personas ii tienen sangre tipo O. Las personas con IAIA o IAi tienen sangre tipo A, y los individuos con IBIB o IBi tienen el tipo B. Las personas IAIB tienen ambos fenotipos, porque A y B expresan una relación de dominancia especial: codominancia, lo que significa que los padres de tipo A y B Puede tener un hijo AB. Una pareja con tipo A y tipo B también puede tener un hijo tipo O si ambos son heterocigotos (IBi y IAyo). El fenotipo cis-AB tiene una única enzima que crea antígenos A y B. Los glóbulos rojos resultantes no suelen expresar el antígeno A o B al mismo nivel que se esperaría en los glóbulos rojos comunes del grupo A1 o B, lo que puede ayudar a resolver el problema de una enfermedad aparentemente genéticamente imposible. grupo sanguíneo.
| herencia de grupo de sangre | |||||||
| Tipo de sangre | O | A | B | AB | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Genotipo | ii (OO) | IAi (AO) | IAIA (AA) | IBi (BO) | IBIB (BB) | IAIB (AB) | |
| O | ii (OO) | O OO OO OO OO | O o A AO OO AO OO | A AO AO AO AO | O o B BO OO BO OO | B BO BO BO BO BO BO | A o B AO BO AO BO |
| A | IAi (AO) | O o A AO AO OO OO | O o A AA AO AO OO | A AA AA AO AO | O, A, B o AB AB AO BO OO | B o AB AB BO | A, B o AB AA AB AO BO |
| IAIA (AA) | A AO AO AO AO | A AA AO AA AO | A AA AA AA AA | A o AB AB AO AB AO | AB AB AB AB | A o AB AA ABA AB | |
| B | IBi (BO) | O o B BO BO OO OO | O, A, B o AB AB BO AO OO | A o AB AB AB AO AO | O o B BB BO BO OO | B BB BB BO BO | A, B o AB AB BB AO BO |
| IBIB (BB) | B BO BO BO BO BO BO | B o AB AB BO | AB AB AB AB | B BB BO BB BO | B BB BB BB | B o AB ABB AB BB | |
| AB | IAIB (AB) | A o B AO AO BO BO | A, B o AB AA AO AB BO | A o AB AA AA AB | A, B o AB AB AO BB BO | B o AB AB BB BB | A, B o AB AA AB BB |
Los individuos con el fenotipo raro de Bombay (hh) producen anticuerpos contra los grupos A, B y O y sólo pueden recibir transfusiones de otros individuos hh. En la tabla anterior se resumen los diversos grupos sanguíneos que los niños pueden heredar de sus padres. Los genotipos se muestran en la segunda columna y en la pequeña impresión para la descendencia: AO y AA tanto prueba como tipo A; BO y BB prueba como tipo B. Las cuatro posibilidades representan las combinaciones obtenidas cuando se toma un alelo de cada padre; cada uno tiene un 25% de posibilidades, pero algunas ocurren más de una vez. El texto anterior resume los resultados.
| herencia de grupo sanguíneo por fenotipo solamente | ||||
| Tipo de sangre | O | A | B | AB |
|---|---|---|---|---|
| O | O | O o A | O o B | A o B |
| A | O o A | O o A | O, A, B o AB | A, B o AB |
| B | O o B | O, A, B o AB | O o B | A, B o AB |
| AB | A o B | A, B o AB | A, B o AB | A, B o AB |
Históricamente, los análisis de sangre ABO se utilizaban en las pruebas de paternidad, pero en 1957 sólo el 50% de los hombres estadounidenses acusados falsamente podían utilizarlos como prueba contra la paternidad. En ocasiones, los tipos de sangre de los niños no son consistentes con las expectativas (por ejemplo, un niño tipo O puede nacer de un padre AB) debido a situaciones raras, como el fenotipo Bombay y cis AB.
Subgrupos
El tipo de sangre A contiene alrededor de 20 subgrupos, de los cuales A1 y A2 son los más comunes (más del 99%). A1 constituye aproximadamente el 80% de toda la sangre de tipo A, y A2 constituye casi todo el resto. Estos dos subgrupos no siempre son intercambiables en lo que respecta a la transfusión, ya que algunos individuos A2 producen anticuerpos contra el antígeno A1. A veces pueden surgir complicaciones en casos raros al tipificar la sangre.
Con el desarrollo de la secuenciación del ADN, ha sido posible identificar un número mucho mayor de alelos en el locus ABO, cada uno de los cuales puede clasificarse como A, B u O en términos de la reacción a la transfusión, pero que Se puede distinguir por variaciones en la secuencia del ADN. Hay seis alelos comunes en individuos blancos del gen ABO que producen el tipo de sangre:
| A | B | O |
|---|---|---|
| A101 (A1) A201 (A2) | B101 (B1) | O01 (O1) O02 (O1v) O03 (O2) |
El mismo estudio también identificó 18 alelos raros, que generalmente tienen una actividad de glicosisación más débil. Las personas con alelos débiles de A a veces pueden expresar anticuerpos anti-A, aunque generalmente no son clínicamente significativos ya que no interactúan con el antígeno a temperatura corporal.
Cis AB es otra variante rara, en la que los genes A y B se transmiten juntos de un solo padre.
Distribución e historia evolutiva
La distribución de los grupos sanguíneos A, B, O y AB varía en todo el mundo según la población. También existen variaciones en la distribución del tipo de sangre dentro de las subpoblaciones humanas.
En el Reino Unido, la distribución de las frecuencias de los tipos de sangre entre la población todavía muestra cierta correlación con la distribución de los nombres de lugares y con las sucesivas invasiones y migraciones, incluidos celtas, nórdicos, daneses, anglosajones y normandos, que contribuyeron con los morfemas a los topónimos y los genes a la población. Los celtas nativos tendían a tener más sangre del tipo O, mientras que las otras poblaciones tendían a tener más sangre del tipo A.
Los dos alelos O comunes, O01 y O02, comparten sus primeros 261 nucleótidos con el alelo A01 del grupo A. Sin embargo, a diferencia del alelo del grupo A, posteriormente se elimina una base de guanosina. Un codón de parada prematuro resulta de esta mutación de cambio de marco. Esta variante se encuentra en todo el mundo y probablemente sea anterior a la migración humana desde África. Se considera que el alelo O01 es anterior al alelo O02.
Algunos biólogos evolutivos teorizan que existen cuatro linajes principales del gen ABO y que las mutaciones que crean el tipo O han ocurrido al menos tres veces en humanos. Del mayor al más joven, estos linajes comprenden los siguientes alelos: A101/A201/O09, B101, O02 y O01. Se supone que la presencia continua de los alelos O es el resultado de una selección equilibrada. Ambas teorías contradicen la teoría previamente sostenida de que la sangre tipo O evolucionó primero.
Teorías del origen
Es posible que los antígenos alimentarios y ambientales (antígenos bacterianos, virales o vegetales) tengan epítopos bastante similares a los antígenos de las glicoproteínas A y B. Los anticuerpos creados contra estos antígenos ambientales en los primeros años de vida pueden tener una reacción cruzada con los glóbulos rojos incompatibles con ABO con los que entra en contacto durante una transfusión de sangre más adelante en la vida. Se supone que los anticuerpos anti-A se originan en la respuesta inmune contra el virus de la influenza, cuyos epítopos son lo suficientemente similares a la α-D-N-galactosamina en la glicoproteína A como para poder provocar una reacción cruzada. Se supone que los anticuerpos anti-B se originan a partir de anticuerpos producidos contra bacterias Gram-negativas, como E. coli, que reacciona de forma cruzada con la α-D-galactosa de la glicoproteína B.
Sin embargo, es más probable que la fuerza que impulsa la evolución de la diversidad alélica sea simplemente una selección negativa dependiente de la frecuencia; El sistema inmunológico distingue más fácilmente las células con variantes raras de antígenos de membrana de los patógenos que transportan antígenos de otros huéspedes. Por tanto, los individuos que poseen tipos raros están mejor equipados para detectar patógenos. La alta diversidad intrapoblacional observada en las poblaciones humanas sería, entonces, una consecuencia de la selección natural de los individuos.
Relevancia clínica
Las moléculas de carbohidratos en la superficie de los glóbulos rojos desempeñan funciones en la integridad de la membrana celular, la adhesión celular, el transporte de moléculas por la membrana y actúan como receptores para ligandos extracelulares y enzimas. Se ha descubierto que los antígenos ABO desempeñan funciones similares en las células epiteliales y en los glóbulos rojos.
Sangrado y trombosis (factor von Willebrand)
El antígeno ABO también se expresa en la glicoproteína del factor von Willebrand (vWF), que participa en la hemostasia (control del sangrado). De hecho, tener sangre tipo O predispone a sufrir hemorragias, ya que el 30% de la variación genética total observada en el vWF plasmático se explica por el efecto del grupo sanguíneo ABO, y los individuos con sangre del grupo O normalmente tienen niveles plasmáticos significativamente más bajos de vWF (y Factor VIII) que los individuos que no son O. Además, el vWF se degrada más rápidamente debido a la mayor prevalencia del grupo sanguíneo O con la variante Cys1584 del vWF (un polimorfismo de aminoácidos en el vWF): el gen ADAMTS13 (proteasa que escinde el vWF) se asigna a la banda q34 del cromosoma 9 humano. 2, el mismo locus que el tipo de sangre ABO. Los niveles más altos de vWF son más comunes entre las personas que han sufrido un accidente cerebrovascular isquémico (debido a la coagulación de la sangre) por primera vez. Los resultados de este estudio encontraron que la aparición no se vio afectada por el polimorfismo ADAMTS13 y que el único factor genético significativo fue el grupo sanguíneo de la persona.
Los antígenos del grupo sanguíneo ABO(H) también son transportados por otras glicoproteínas hemostáticamente relevantes, como la glicoproteína plaquetaria Ibα, que es un ligando del vWF en las plaquetas. La importancia de la expresión del antígeno ABO(H) en estas otras glicoproteínas hemostáticas no está completamente definida, pero también puede ser relevante para hemorragias y trombosis.
Enfermedad hemolítica ABO del recién nacido
Las incompatibilidades de grupos sanguíneos ABO entre la madre y el niño no suelen causar enfermedad hemolítica del recién nacido (HDN) porque los anticuerpos contra los grupos sanguíneos ABO suelen ser del tipo IgM, que no atraviesan la placenta. Sin embargo, en una madre de tipo O, se producen anticuerpos IgG ABO y el bebé puede desarrollar potencialmente la enfermedad hemolítica ABO del recién nacido.
Aplicaciones clínicas
En células humanas, los alelos ABO y sus glicosiltransferasas codificadas se han descrito en varias afecciones oncológicas. Utilizando anticuerpos monoclonales anti-GTA/GTB, se demostró que la pérdida de estas enzimas se correlacionaba con epitelios bucales y vesicales malignos. Además, la expresión de antígenos del grupo sanguíneo ABO en tejidos humanos normales depende del tipo de diferenciación del epitelio. En la mayoría de los carcinomas humanos, incluido el carcinoma oral, un acontecimiento importante como parte del mecanismo subyacente es la disminución de la expresión de los antígenos A y B. Varios estudios han observado que se produce una relativa disminución de GTA y GTB en los carcinomas orales en asociación con el desarrollo de tumores. Más recientemente, un estudio de asociación de todo el genoma (GWAS) ha identificado variantes en el locus ABO asociadas con la susceptibilidad al cáncer de páncreas. Además, otro gran estudio GWAS ha asociado los grupos sanguíneos ABO-histo, así como el estado secretor de FUT2, con la presencia en el microbioma intestinal de especies bacterianas específicas. En este caso la asociación fue con Bacteroides y Faecalibacterium spp. Se ha demostrado que los bacteroides de la misma OTU (unidad taxonómica operativa) están asociados con la enfermedad inflamatoria intestinal, por lo que el estudio sugiere un papel importante para los antígenos del histogrupo sanguíneo ABO como candidatos para la modulación directa de la Microbioma humano en salud y enfermedad.
Marcador clínico
Un estudio de puntuación de riesgo genético de locus múltiples basado en una combinación de 27 loci, incluido el gen ABO, identificó individuos con mayor riesgo de sufrir eventos de enfermedad arterial coronaria tanto incidentes como recurrentes, así como un mayor beneficio clínico del tratamiento con estatinas. El estudio se basó en un estudio de cohorte comunitario (el estudio Malmo Diet and Cancer) y cuatro ensayos controlados aleatorios adicionales de cohortes de prevención primaria (JUPITER y ASCOT) y cohortes de prevención secundaria (CARE y PROVE IT-TIMI 22).
Alteración de antígenos ABO para transfusión
En abril de 2007, un equipo internacional de investigadores anunció en la revista Nature Biotechnology una forma económica y eficiente de convertir sangre de los tipos A, B y AB en tipo O. Esto se hace mediante el uso de glicosidasa. enzimas de bacterias específicas para eliminar los antígenos del grupo sanguíneo de los glóbulos rojos. La eliminación de los antígenos A y B aún no soluciona el problema del antígeno del grupo sanguíneo Rh en las células sanguíneas de individuos Rh positivos, por lo que se debe utilizar sangre de donantes Rh negativos. La sangre modificada se denomina "enzima convertida en O" (sangre ECO), pero a pesar del éxito inicial de la conversión de glóbulos rojos de tipo B a O y de los ensayos clínicos sin efectos adversos sobre la transfusión a pacientes de tipo A y O, la tecnología aún no se ha convertido en una práctica clínica.
Otra solución al problema de los antígenos sanguíneos es la fabricación de sangre artificial, que podría actuar como sustituto en caso de emergencia.
Pseudociencia
Durante la década de 1930, conectar los grupos sanguíneos con los tipos de personalidad se volvió popular en Japón y otras áreas del mundo. Los estudios de esta asociación aún tienen que confirmar su existencia de forma definitiva.
Otras ideas populares pero no respaldadas incluyen el uso de una dieta basada en el tipo de sangre, las afirmaciones de que el grupo A causa resacas severas, el grupo O se asocia con dientes perfectos y las personas con el grupo sanguíneo A2 tienen el coeficiente intelectual más alto. La evidencia científica que respalda estos conceptos es, en el mejor de los casos, limitada.