Elektroforesis protein serum (SPEP atau SPE) memisahkan campuran kompleks protein serum menjadi fraksi yang berbeda berdasarkan mobilitas elektroforetiknya. Ini adalah alat skrining utama untuk multiple myeloma dan diskrasia sel plasma lainnya.

Prinsip

Protein serum bermuatan negatif pada pH alkali (pH 8,6) dan bermigrasi menuju anoda ketika medan listrik diterapkan. Laju migrasi tergantung pada muatan bersih, ukuran, dan bentuk protein, serta media pendukung (gel agarosa atau selulosa asetat).

Pada gel agarosa pH 8,6, protein serum terpisah menjadi lima fraksi utama (dari anoda ke katoda):

1. Albumin (puncak terbesar, ~55–65% dari total protein), bermigrasi paling cepat.
2. α1-globulin (α1-antitripsin, α1-asam glikoprotein, ~2–4%), fraksi terkecil.
3. α2-globulin (haptoglobin, α2-makroglobulin, seruloplasmin, ~7–10%).
4. β-globulin (transferrin, komplemen C3, β-lipoprotein, ~8–13%), dapat terpecah menjadi pita β1 dan β2.
5. γ-globulin (imunoglobulin IgA, IgD, IgE, IgG, IgM, ~10–20%), pita lebar dan difus di ujung katoda.

Prosedur

1. Aplikasikan 5–10 µL serum ke titik aplikasi pada gel agarosa.
2. Elektroforesis pada 100–200 V selama 20–40 menit (sampai front albumin telah bermigrasi 4–6 cm).
3. Fiksasi gel dalam larutan asam-alkohol untuk mengendapkan protein.
4. Pewarnaan dengan Amido Black, Ponceau S, atau Coomassie Blue.
5. Destaining dan pengeringan gel.
6. Pindai dengan densitometer untuk menghasilkan jejak densitometri kuantitatif.
7. Hitung persentase setiap fraksi dengan mengintegrasikan area di bawah kurva.

Total protein diukur secara terpisah dengan uji biuret. Konsentrasi absolut setiap fraksi dihitung sebagai: persentase × total protein.

Interpretasi

Pola normal: puncak albumin yang tinggi dan sempit; puncak α1 kecil; puncak α2 sedikit lebih besar; puncak β dengan tinggi bervariasi; puncak γ-globulin poliklonal yang lebar.

Gammopati monoklonal: pita seperti lonjakan yang tinggi dan sempit (M-spike, protein monoklonal) paling sering muncul di daerah γ, kadang di β atau α2. M-spike mewakili imunoglobulin monoklonal (biasanya IgG atau IgA) yang diproduksi oleh satu klon sel plasma. Ini adalah ciri khas multiple myeloma, Waldenström makroglobulinemia, gammopati monoklonal yang belum ditentukan signifikansinya (MGUS), dan amiloidosis AL.

Hipergammaglobulinemia poliklonal: peningkatan γ-globulin yang luas dan difus, terlihat pada inflamasi kronis, penyakit autoimun (SLE, artritis reumatoid), penyakit hati kronis, dan infeksi HIV.

Hipogammaglobulinemia: penurunan γ-globulin, terlihat pada imunodefisiensi primer (CVID, agammaglobulinemia terkait-X), imunodefisiensi sekunder, atau sindrom nefrotik.

Respons fase akut: penurunan albumin, peningkatan α1 dan α2 globulin (α1-antitripsin, haptoglobin). Fraksi α1 adalah penanda awal inflamasi yang sensitif.

Sindrom nefrotik: penurunan albumin, peningkatan α2 dan β globulin (karena kehilangan protein kecil dalam urin dan sintesis kompensasi protein yang lebih besar).

Imunofiksasi

Jika M-spike terdeteksi atau dicurigai, elektroforesis imunofiksasi (IFE) dilakukan untuk mengidentifikasi rantai berat imunoglobulin (IgG, IgA, IgM, IgD, IgE) dan tipe rantai ringan (κ, λ). IFE menggunakan antisera spesifik yang diterapkan pada gel replika setelah elektroforesis:

Serum pasien dielektroforesis dalam enam lajur pada gel. Setelah elektroforesis, antiserum spesifik diterapkan pada setiap lajur (anti-γ, anti-α, anti-μ, anti-κ, anti-λ, dan kontrol fiksatif). Gel dicuci untuk menghilangkan protein yang tidak mengendap, diwarnai, dan diperiksa. Imunoglobulin monoklonal muncul sebagai pita diskrit dalam satu lajur rantai berat dan satu lajur rantai ringan, mengonfirmasi identitas dan restriksi klonal rantai ringan.

Elektroforesis Protein Urin

Protein Bence Jones (rantai ringan monoklonal bebas) dideteksi dengan elektroforesis protein urin. Karena konsentrasi rantai ringan dalam urin mungkin rendah, konsentrasi 50–100× sampel urin biasanya diperlukan. Imunofiksasi urin dilakukan dengan antisera anti-κ dan anti-λ. Kehadiran rantai ringan bebas monoklonal dalam urin bersifat diagnostik untuk multiple myeloma rantai ringan atau amiloidosis AL.