ANEMIA FALCIFORME: FISIOPATOLOGIA E DIAGNÓSTICO LABORATORIAL SICKLE CELL ANEMIA: PATHOPHYSIOLOGY AND LABORATORY DIAGNOSIS

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1 ANEMIA FALCIFORME: FISIOPATOLOGIA E DIAGNÓSTICO LABORATORIAL SICKLE CELL ANEMIA: PATHOPHYSIOLOGY AND LABORATORY DIAGNOSIS DESIRÉE MENDONÇA CRIVELINI TELLES 1 UNITOLEDO EVERSON STABILE 2 UNITOLEDO RESUMO A anemia falciforme é uma mutação genética molecular da hemoglobina, ocorre no cromossomo onze e possui o sexto códon da cadeia beta (β), a mutação envolve duas bases nitrogenadas do DNA onde há uma troca da timina pela adenina, a primeira troca é caracterizada pela produção do ácido glutâmico, que além de rico em fornecimento de energia, ajuda no metabolismo e funcionamento do cérebro. Esse ácido quando substituído pelo aminoácido valina (aminoácido essencial) polimeriza a hemoglobina recém-formada levando a formação de hemácias falciforme. A anemia falciforme é uma doença hereditária e genética, mais prevalente em pessoas da raça negra, podendo se manifestar em pessoas brancas também. É considerado um problema de saúde pública. O diagnóstico dessa hemoglobinopatia é dividido entre testes de triagem, que são utilizados para fazer um pré diagnóstico desta patologia como: hemograma, teste de falcização, teste de solubilidade, dosagem de hemoglobina fetal e o mais utilizado que é a eletroforese de hemoglobina. Tratase de uma pesquisa bibliográfica sobre a fisiopatologia e diagnóstico laboratorial da anemia falciforme. A pesquisa foi realizada para que fosse possível aprofundar o conhecimento da doença e de seus diagnósticos para que futuros profissionais possam usufruir dela, tirar dúvidas e comparar outros métodos que futuramente virão sobre essa patologia que hoje é considerada um problema de saúde pública brasileiro. Palavras-Chave: Falciforme, anemia, diagnóstico. ABSTRACT Sickle cell anemia is a molecular genetic mutation of hemoglobin occurs on chromosome eleven has the sixth codon of the beta chain (β), the mutation involves two nitrogenous bases of DNA where there is an exchange of thymine for adenine, the first exchange is characterized by production of glutamic acid, which in addition to rich in energy supply, helps in the metabolism and brain function. This acid when replaced by valine amino acid (essential amino acid) polymerizes the newly formed hemoglobin leading to the formation of sickle erythrocytes. Sickle cell anemia is an inherited genetic disease and, more prevalent in black people, but can manifest in white people too. It is considered a public health problem. The diagnosis of hemoglobinopathies is divided between screening tests, which are used to make a pre - diagnosis of this pathology such as blood count, sickling test, solubility test, fetal hemoglobin and the most widely used is the hemoglobin electrophoresis. 1 Acadêmica em Biomedicina do Centro Universitário Toledo (2016). de_telles@hotmail.com 2 Biomédico pelo Centro Universitário Barão de Mauá (1999); Farmacêutico pelas Faculdades Adamantinenses Integradas (2006); Pós-graduado com Título de Especialista em Imunologia Aplicada á Análises Clínicas (2003) e Pós-graduado com Título de Especialista em Hematologia Laboratorial (2001). eversonstabile@outlook.com

2 This is a bibliographical research on the pathophysiology and laboratory diagnosis of sickle cell anemia. The research was carried out so that it was possible to deepen the knowledge of the disease and its diagnoses so that future professionals can take advantage of it, ask questions and compare other methods that will come about this pathology that is now considered a Brazilian public health problem. Key-words: Sicke cell, anemia, diagnosis. INTRODUÇÃO A anemia falciforme é caracterizada por uma mutação genética molecular da hemoglobina, que acontece no cromossomo onze onde o mesmo possui o sexto códon da cadeia beta (β), essa mutação envolve duas bases nitrogenadas do DNA em uma troca, da timina pela adenina, (FERRAZ E MURAO, 2007), sendo que a primeira é caracterizada pela produção do Ácido glutâmico que é rico em fornecimento de energia, e ajuda no metabolismo e funcionamento do cérebro, esse ácido é substituído pelo aminoácido valina, que por sua vez é um aminoácido essencial, consequentemente essa hemoglobina recém-formada se polimeriza levando-os a formação de hemácias falciforme. A anemia falciforme é uma doença hereditária mais prevalente no mundo considerada um problema de saúde pública, no Brasil, é mais incidente nos estados da Bahia, Rio de Janeiro e Minas Gerais. O diagnóstico dessa hemoglobinopatia é dividido entre testes de triagem, que são utilizados para fazer um pré diagnóstico desta patologia, Hemograma, Teste de falcização, Teste de Solubilidade, Dosagem de Hemoglobina fetal, Focalização Isoelétrica, Imunoensaio e Triagem em neonatos. (MELO-REIS et al., 2006) DESENVOLVIMENTO A anemia falciforme é uma doença genética ou hereditária que acomete mais pessoas da raça negra (não exclusivamente), é uma mutação do cromossomo 11, (INÍGUEZ et al., 2003) resultado de uma troca de ácido glutâmico por valina, na cadeia beta da hemoglobina, originando a hemoglobina S, onde os eritrócitos assumem o formato de foice, decorrente de uma polimerização.(serjeant, 1999; COSTA, 2001).Os eritrócitos em formato de foice não se adequam à microcirculação sanguínea, o que resulta na obstrução do capilar sanguíneo e sua autodestruição. (SERJEANT, 1999) Manifestações Clínicas 2

3 São as manifestações clínicas as seguintes elencadas: Vaso oclusão (obstrução dos vasos sanguíneos), filtração esplênica progressiva (aumento de risco de infecção por germes encapsulados), osteomielite (inflamação grave que acomete os ossos longos), úlceras crônicas, priapismo (ereção permanente dolorosa), retinopatias proliferativas (lesão na retina ocular), acidente vascular encefálico (derrame), acometimento renal, sequestro de glóbulos vermelhos (agudo ou crônico), crescimento e desenvolvimento puberal atrasado, hemólise, anemia, icterícia e pigmento biliar, expansão da medula óssea, crise de aplasia induzida pelo parvorírus humano B19. (DI NUZZO E FONSECA, 2004) Tratamento da Anemia Falciforme Doença incurável, porém tratável. Quando uma criança é diagnosticada com doença da célula falciforme, devem ser referidos uma equipe multidisciplinar do cuidado do especialista, experimentada na gestão da doença falciforme. Esta equipe pode ser composta de um pediatra, hematologista, psicólogo clínico, farmacêutico, fisioterapeuta, assistente social e de uma enfermeira especializada para fornecer o cuidado para os vários aspectos da vida com a doença falciforme. Cada paciente adquire um plano particular para se prevenir, como por exemplo: impedir a crise da célula falciforme, fornecer o alívio das dores durante uma crise da célula falciforme, reduzir o risco de complicações, tais como infecções e curso, controlar sintomas paciente-específicos. (SMITH, 2015) Prevenção da Crise da Anemia Falciforme A crise da anemia falciforme é um episódio da dor severa, que deve ser evitado quando possível. Mudanças no estilo de vida são fundamentais para a prevenção, fazendo exercícios regularmente, evitando altas temperaturas, esforços físicos, altas altitudes, fazendo dietas nutritivas, mantendo - se sempre hidratado, evitando a ingestão de álcool, não fumando. Certos pacientes experimentam, numa base regular, crises de repetição (dor severa). Uma pessoa que tenha mais de seis episódios de crise no período de um ano, fazer o uso de hidroxicarbamida gera um benefício, já que ele estimula a produção de hemoglobina fetal. A ação desse fármaco ajuda no impedimento da síndrome aguda em pacientes suscetíveis a esta complicação. (SMITH, 2015) Alívio das Dores da Crise 3

4 O analgésico ajuda aliviar dores e diminuir a manifestação da crise da anemia falciforme. O fármaco Paracetamol é indicado para as dores suaves, por ser eficaz contra dores de efeitos secundários. É de extrema importância que o paciente mantenha-se hidratado quando as crises se manifestarem, pois o líquido contribui na diluição do sangue, desobstruindo os vasos sanguíneos onde houver bloqueio pelas células falciformes. Banhos mornos ou toalhas mornas ajudam a crise a passar mais rapidamente. Para os casos de dores mais agudas, procurar atendimento hospitalar, para fazer uso de outros tratamentos, como injeções de morfina. (SMITH, 2015) Riscos de complicações As sobrecargas de ferro, curso e de infecções são comuns em pacientes com anemia falciforme, para isso o uso diário de antibioticoterapia preventiva, como a penicilina ou eritromicina ajudam a impedir graves infecções como a meningite. Pacientes com a doença falciforme devem manter sua carteira de vacinação sempre em dia, contra as principais doenças, hepatite B, tétano, gripe e meningite. É de extrema importância que os pacientes que precisam de transfusões sanguíneas frequentes façam exames regulares para evitar riscos, como o de sobrecarga de ferro que causam danos ao fígado e problemas cardíacos. (SMITH, 2015) FISIOPATOLOGIA DA ANEMIA FALCIFORME Pacientes com traço falciforme (Hb AS) Não há alteração hematológica no traço falciforme, processos de vaso - oclusão não existe em condições fisiológicas normais e geralmente detecta-se o portador de HbAS em estudos populacionais pela detecção do gene da hemoglobina S em algum familiar. Em indivíduos heterozigotos, a herança do gene ß S aparece por parte de um dos pais, junto com o gene da hemoglobina ß A vindo do outro, nessas condições, a concentração de HbA é bem mais elevada do que a de HbS. Indivíduos homozigotos portam as hemoglobinas A e S, hemácias com meia-vida fisiológica normal e a falciformação in vitro ocorre somente em portadores que foram submetidos à anestesia geral, infecções, voo em aviões não pressurizados, excesso de exercício físico e exposição à grandes altitudes. (STEINBERG,1996) Pacientes falciforme (Hb SS) 4

5 Um grupo de alterações genéticas com predomínio de HbS é determinante de doença falciforme que é a forma homozigota da HbS (Hb SS), podendo ser denominada de siclemia ou depranocitose. O diagnóstico pode ser feito pelo estudo direto do DNA, onde ocorre uma mutação pontual que elimina um sítio de reconhecimento de uma enzima e os homozigotos e heterozigotos são identificados em técnicas de biologia molecular. (STEINBERG, 1996; OKPALA, 2002) Alterações físico químicas da anemia falciforme e alteração celular dos eritrócitos com HbS Quando há uma substituição da base nitrogenada no códon GAG para GTG, resulta uma substituição do ácido glutâmico pela valina, provocando assim uma modificação estrutural na molécula de hemoglobina. A valina é um aminoácido neutro e o ácido glutâmico possui carga negativa, quando há troca, ocorre uma alteração no pi (ponto isométrico) da HbS, deixando-a menos negativa, o que resulta em mobilidade mais lenta quando comparada com a HbA em eletroforese alcalina. Quando o ácido glutâmico da posição seis da hemoglobina beta ajuda a afastar as moléculas desoxigenadas de hemoglobinas e entra a valina nesta mesma posição, há o favorecimento da polimerização em baixo oxigênio. A molécula de HbS encontra-se relaxada quando oxigenada e apresentam as globinas beta S separadas, já quando desoxigenada, a molécula HbS estica e as globinas beta S se aproximam. Essas mudanças favorecem o contato entre regiões da desoxiemoglobina que quando oxigenada, não se permite ficarem juntas. Quando há uma união dos tetrâmeros de HbS são formadas várias moléculas juntas que dão a origem a uma longa cadeia de polímeros de HbS alterando a morfologia do eritrócito, tornando-o em forma de foice. Após a união e a formação da cadeia de polímeros de HbS, há mudança de estado líquido e solúvel para o sólido e insolúvel, transformando a viscosidade da solução e aparecimento dos cristais de HbS. Para a polimerização da HbS é preciso da tensão de oxigênio, concentração intracelular da HbS, temperatura e associação com outras hemoglobinas e talassemias. (NAHAVANDI, 2004) Alteração celular dos eritrócitos com HbS A deformidade do eritrócito vem da polimerização da HbS, onde a célula perde seu formato de disco e a torna alongada e filamentosa entre as extremidades. O sequenciamento causado pela deformidade dos eritrócitos em discos tornando-os falcizados, altera sua função 5

6 da bomba de sódio e potássio, em consequência disso, perde potássio e água, tornando os eritrócitos densos e com polímeros de HbS em maior quantidade. Por conta dessa falta da bomba de sódio e potássio, ocorre a elevação intracelular de cálcio e aumento na concentração de hemoglobina corpuscular média (CHCM) da desoxi-hbs. Todas as alterações fazem com a que a capacidade de permeabilidade da célula diminua. Se a alteração da morfologia dos eritrócitos com HbS for contínua, poderá causas lesões crônicas da membrana celular, tornando o eritrócito irreversivelmente falcizado. (BRUGNARA, 2003) DIAGNÓSTICO LABORATORIAL Diversos métodos podem ser realizados para pesquisa diagnóstica de hemoglobinopatias. Para a triagem de hemoglobinas anormais, são utilizados: resistência osmótica em solução de cloreto de sódio a 0,36%, eletroforese em ph alcalino em acetato de celulose e análise eritrocitária. Para confirmar diagnóstico, usa-se: pesquisa de corpos de Heinz e agregados de hemoglobina H, eletroforese em ph ácido, dosagem de hemoglobina A2, dosagem de hemoglobina fetal. A eletroforese em ph ácido com o gel de Agar para hemoglobina ácida da CELM também oferece ótimos resultados. Testes de falcização e de solubilidade não são adequados para recém-nascidos por obterem resultados falso-negativos, por conta do alto nível de hemoglobina fetal (HbF) e baixos níveis de hemoglobina S. (TOMÉ-ALVES, 2000) Porém a inclusão da eletroforese de hemoglobina na triagem neonatal representa um passo importante no reconhecimento da relevância das hemoglobinopatias como problema de Saúde Pública no Brasil. (RUIZ, 2007) Atualmente a triagem neonatal substituiu métodos convencionais por eletroforese por focalização isoelétrica e cromatografia líquida de alta resolução, devendo ser repetido quando positivo para confirmação. (FERRAZ E MURAO, 2007) Testes simples como a pesquisa de drepanocitos, incapaz de diferenciar genótipos diferentes, pode confirmar presença da HbS, quando repetida a eletroforese, confirma o perfil hemoglobínico se aproximando do perfil adulto. Contagem de reticulócito e valores do índice médio de fluorescência (MFI) são bem elevados em pacientes com anemia falciforme ao serem comparados ao grupo controle, mas indiferem entre grupos de anemia. (FERRAZ E MURAO, 2007) Hemograma O formato de foice determina o quadro hemolítico por conta do aumento da fragilidade mecânica e da perda de elasticidade e plasticidade da hemácia. O processo falciforme é devido a quantidade de hemoglobina S presente e proporcionalmente inversa a 6

7 tensão do oxigênio que ao se polimerizar formam os cristais tactóides alterando morfologicamente o eritrócito. Quando a anemia falciforme é considerada grave ela será do tipo normocítica normocrômica podendo tornar-se macrocítica com grau de anisocitose e poiquilocitose, onde o RDW estará 19,5% elevado. Sua concentração de hemoglobina corpuscular (CHCM) estará normal, com morfologia eritrocitária de drepanócitos, leucócitos elevados, por conta de uma crise de hemólise ou infecciosa, e valor elevado de plaquetas pela atrofia do baço. (OLIVEIRA, 2007) A figura 1 representa uma lâmina de um paciente com drepanocitose, presente no sangue total, colhido com EDTA. Figura 1. Lâmina de paciente com drepanocitose. Fonte: Revista Diagnóstico, A tabela 1 abaixo mostra a diferença entre os principais genótipos de HbS relacionados com os valores de hemoglobina (Hb g/dl), volume corpuscular médio (VCM), reticulócitos e hemoglobina fetal (Hb fetal). 7

8 Sendo uma patologia hereditária, para se tornar uma doença grave, quanto maior for o nível de hemoglobina S no sangue, maior será a probabilidade. (NOGUEIRA, 2013) Teste de Falcização e Solubilidade A falcização pode ser uma indução por agentes que provoquem uma desoxigenação química, como por exemplo, o metabissulfito de sódio que quando adicionado ao sangue total, misturada e lacrada entre a lâmina e lamínula, deformam os eritrócitos que contem HbS, já o teste de solubilidade é baseado no decréscimo da solubilidade da desoxi HbS, como a hemoglobina S é insolúvel ela se precipita em uma solução, deixando a turva. (SCHNEIDER, 1967; SERJEANT, 1974; VERAS, 1998) Dosagem de Hemoglobina Fetal Recém-nascidos com doença falciforme são, na maioria das vezes, assintomáticos por conta do efeito protetor da hemoglobina fetal que nesta fase representa 80% do total de hemoglobina, por isso que os testes de falcização e testes de solubilidade não são aplicados nos primeiros meses de vida. (FERRAZ E MURAO, 2007) Eletroforese de Hemoglobina A HbS pode ser confirmada através de procedimentos de eletroforese em ph ácido, onde as hemoglobinas migratórias em ph alcalino podem ser diferenciadas. (BANDEIRA, 2007) As hemoglobinas normais em um adulto é de HbA entre 96% a 98%, HbA2 entre 2,5% a 3,5% e HbF entre 0% a 1%, podendo ser identificadas por meio da eletroforese em ph alcalino ou ácido. (COSTA, 2006) OBJETIVO O objetivo desta pesquisa foi aprofundar os estudos sobre a fisiopatologia da doença e seus diagnósticos. CONCLUSÃO Existem vários exames que auxiliam o clínico a diagnosticar a anemia falciforme, que vão de exames mais complexos como a resistência osmótica em solução de cloreto de sódio a 0,36%, análise da morfologia eritrocitária, pesquisa de corpos de Heinz, dosagem de 8

9 hemoglobina A2 e hemoglobina fetal, eletroforese em ph alcalino em acetato de celulose e eletroforese em ph ácido com gel de Agar para hemoglobina ácida da CELM, até os mais simples como hemograma e contagem da série vermelha. Os exames eletroforéticos ainda são os que mais confirmam esse diagnóstico, sendo assim, a eletroforese de hemoglobina continua sendo o padrão ouro para diagnóstico da doença falciforme. METODOLOGIA Trata-se de uma pesquisa bibliográfica sobre a fisiopatologia e diagnóstico laboratorial da anemia falciforme. Para compor esta pesquisa foram encontrados vários artigos e publicações sobre o tema, dentre eles, foram selecionados artigos e anais do banco de dados SciELO e MEDLINE (PubMed). REFERÊNCIAS BANDEIRA, F. M. G. C.; BEZERRA, M. A. C.; SANTOS, M. N. N.; GOMES, Y. M.; ARAÚJO, A. S.; ABATH, F. G. C. Importância dos programas de triagem para o gene da hemoglobina S. Rev. Bras. Hematologia e Hemoterapia Jun; 29(2): BRUGNARA, C. Sickle cell disease: From membrane pathophysiology to novel therapies for prevention of erythrocyte dehydration. J. Pediat. Hematologia e Oncologia. v. 25, p , COSTA, F. F. Anemia Falciforme. In: Zago MA, Falcão RP, Pasquini R. Hematologia. Fundamentos e Prática. 1ª ed. Rio de Janeiro: Atheneu; p COSTA, P. J. M. S.; VILELA, R. Q. B.; CIPOLOTTI, R.; FIGUEIREDO, M. S. Diversidade clínica e laboratorial no haplótipo bantu da anemia falciforme. Rev. Bras. Hematologia e Hemoterapia Mar; 28(1):40-4. FERRAZ, M. H. C.; MURAO, M. Diagnóstico Laboratorial da Doença Falciforme em Neonatos e Após o Sexto Mês de Vida. Rev. Bras. Hematologia e Hemoterapia vol.29, n.3, p

10 FIGUEIREDO, A.K.B.; SANTOS, F.A.V.; SÁ, L. H. S; SOUZA, N. D. L. Anemia falciforme: abordagem diagnóstica laboratorial. Rev. Ciên. Saúde Nova Esperança Jun; 12(1): MELO-REIS, P. R. et al. A Importância do Diagnóstico Precoce na Prevenção das Anemias Hereditárias. Revista Brasileira de Hematologia e Hemoterapia, vol.28, n.2, p NAHAVANDI, M., et al. Cerebral oximetry in patients with sickle cell disease. Eur. J. Clin. Invest. v. 34, p , INÍGUEZ E. D., et al. Detección precoz neonatal de anemia falciforme y otras hemoglobinopatías en la comunidad autónoma de Madrid. Estudo piloto. An Pediatr. 2003;58: NOGUEIRA, K.D.A. et al. Diagnóstico Laboratorial da Anemia Falciforme. Revista Científica ITPAC vol. 6, n.4, pub.2 OKPALA, I, et al. The comprehensiveness care of sickle cell disease. Eur. J. Haematol. v. 68, p , OLIVEIRA, C. C. Avaliação Neuromotora e Funcional de Pacientes em Doenças Falciforme e Acidente Vascular Cerebral. Campinas, SP. Dissertação (mestrado), Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Ciências Médicas RUIZ, M. A. Anemia falciforme: objetivos e resultados no tratamento de uma doença de saúde pública no Brasil. Rev. Bras. Hematologia e Hemoterapia Set; 29(3): SCHNEIDER, R. G.; ALPERIN, J. B.; LEHMANN, H. Sickling tests. Pitfalls in performance and interpretation. JAMA, 1967; 202(5); SERJEANT; B. E.; FORBES, M.; WILLIANS, L. L.; SERJEANT, G. R. Screening cord bloods for detection of sickle cell disease in Jamaica. Clin. Chem., 1974; 20:666-10

11 669. SERJEANT, G. R. A doença da célula falciforme. Anais Nestlè.1999;58: SMITH, Y. (2015) Tratamento da Anemia de hemácias falciforme. BPharm. News Medical. Disponível em: < Treatment-(Portuguese).aspx >. Acesso em: 18 abril 2016 STEINBERG, M. H. Modulation of the phenotypic diversity of cell sickle anemia. Hemoglobin. v. 20, p. 1-19, TOMÉ-ALVES R, et al. Hemoglobinas AS/alfa talassemia: importância diagnóstica. Rev. Bras. Hematol. Hemoter Dez; 22(3): VERAS, M. S.; COELHO, S. B. V.; SOUSA, J.; CARDOSO, L; SANTOS, JF. Prevalência do traço falciforme em doadores de sangue do Distrito Federal. Ver. Saúde Dist. Fed., 1998, 9 (1):