- Système ABO
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Pour les articles homonymes, voir Abo.Le système ABO est le premier système de groupe sanguin découvert. Le terme « ABO » est une combinaison des trois lettres utilisées pour définir les trois groupes sanguins initialement décrits dans ce système : A, B, et O, auxquels s'est ensuite ajouté le groupe AB.
Sommaire
Découverte
Karl Landsteiner a tenté d'expliquer pourquoi certaines transfusions homologues (inter-humaines) étaient couronnées de succès, alors que d'autres conduisaient à des catastrophes. La science médicale savait depuis quelques années que les transfusions hétérologues (de l'animal à l'homme) conduisaient à des accidents et à une hémolyse des érythrocytes transfusés.
C'est en faisant réagir le sérum de chacun de six de ses collaborateurs vis-à-vis des globules rouges de leurs cinq autres collègues que Landsteiner a remarqué, en 1900, que dans certains cas, les globules rouges se rassemblaient en paquets au lieu de rester en suspension dans le sérum.
Il a alors fait l'hypothèse que les globules rouges qui étaient agglutinés possédaient à leur surface une substance qu'il a appelée agglutinogène, et que les sérums qui avaient la capacité d'agglutiner les globules possédaient une substance appelée agglutinine.
Il a ainsi défini trois catégories d'individus.
Ceux qui font partie du groupe sanguin maintenant appelé O, ont des globules qui ne sont jamais agglutinés, mais ont un plasma qui agglutine tous les autres globules agglutinables. O provient de l'allemand ohne (« sans »), c'est-à-dire sans agglutinogène.
Deux autres groupes, que nous appelons maintenant A et B, ont tous les deux des globules agglutinables par le sérum des sujets O, les globules rouges des sujets du premier groupe (A) étant agglutinés par le sérum des sujets appartenant au second (B), et inversement.
En 1902, deux élèves de Landsteiner, Decastello et Sturli, ont découvert un groupe dont le sérum n'agglutinait aucun groupe connu, mais dont les globules étaient agglutinés par le sérum des trois autres groupes. Il s'agissait du groupe AB, dont le sérum ne contient aucune agglutinine, et dont les globules rouges portent les deux agglutinogènes.
Depuis cette époque, la terminologie a bien changé. Nous parlons d'antigènes, et non d'agglutinogènes, et nous savons que les agglutinines sont des anticorps, appelés également immunoglobulines, car isolés des historiques « globulines », par opposition à l'« albumine ». Le terme d'agglutinines est toujours utilisé dans l'expression « recherche d'agglutinines irrégulières ».
Définition des groupes ABO
Groupes sanguins selon le système ABO
Ce système est donc défini par :
- La présence ou non d’antigènes A ou B à la surface des globules rouges. Ainsi les globules rouges du groupe sanguin A possèdent des antigènes A, ceux du groupe B des antigènes B, ceux du groupe AB des antigènes A et B, alors que ceux du groupe O ne contiennent pas d’antigènes de type A ni de type B.
- La présence ou non d'anticorps anti-A ou anti-B dans le sérum. La présence d’antigènes d’un certain type impliquant l’absence d’anticorps de cette spécificité (sous peine de formation d’un complexe anticorps-antigènes)
Ces deux recherches (1) d'antigènes définissant l'épreuve de Beth-Vincent, et (2) d'anticorps définissant l'épreuve de Simonin-Michon, sont obligatoires et doivent être concordantes pour établir un groupe sanguin ABO. Une exception toutefois chez le nouveau-né de moins de six mois dont les anticorps ne sont pas bien développés, et chez lequel ne sont donnés que des résultats non définitifs.
Nomenclature
La nomenclature internationale, définie par la Société Internationale de Transfusion Sanguine (SITS, ou ISBT en anglais) répertorie les antigènes de groupes sanguins selon une codification numérique, trois chiffres ou symbole alphabétique pour le système, trois chiffres -dont seuls les chiffres significatifs sont écrits en règle générale- pour chaque antigène du système. Le système ABO est donc le système 001 dans la nomenclature internationale. Chaque spécificité antigénique est également affectée d'un numéro, A : 001, B : 002, AB : 003, A1 : 004. Ainsi, un sujet A1B sera défini, en nomenclature internationale comme 001:1,2,4 ou plus communément ABO:1,2,4. Cette nomenclature officielle n'est pas encore entrée dans la pratique courante en France, mais est utilisée de façon habituelle dans d'autres pays, en Russie par exemple.
Compatibilité ABO
Compatibilité ABO des transfusions de globules rouges.Compatibilité système ABO par donneur dans le cadre d'une transfusion de globules rouges
Type du
donneurType de sang du receveur O A B AB O ☺ ☺ ☺ ☺ A ☺ ☺ B ☺ ☺ AB ☺ Dans le cadre de la transfusion sanguine, les donneurs O peuvent donner aux receveurs O, A, B et AB ; les donneurs A peuvent donner aux receveurs A et AB ; les donneurs B peuvent donner aux receveurs B et AB ; les donneurs AB ne donnent qu'aux receveurs AB.
Ce fait qualifie, uniquement dans le système ABO bien sûr, les donneurs O comme donneurs universels.
Compatibilité système ABO par receveur dans le cadre d'une transfusion de globules rouges
Type du
receveurType de sang du donneur O A B AB O ☺ A ☺ ☺ B ☺ ☺ AB ☺ ☺ ☺ ☺ Inversement, les receveurs O ne peuvent recevoir que d'un donneur O ; les receveurs A, de donneurs O ou A ; les receveurs B, de donneurs O ou B ; et les receveurs AB, de donneurs O, A, B, ou AB.
Ce fait qualifie, uniquement dans le système ABO bien sûr, les individus de groupe AB comme receveurs universels.
Groupes A et B faibles
Les globules de groupe A ne réagissent pas tous de la même façon avec les réactifs anti-A utilisés, ce qui permet de différencier deux sous-groupes, A1 et A2, ainsi qu'un certain nombre de groupes faibles, donnant des réactions encore plus faibles, voire une absence complète de réaction avec les réactifs anti-A.
De même, certains groupes B ne donnent pas les réactions normalement attendues avec un anti-B, et sont donc répertoriés comme B faibles.
Sous groupes A1 et A2
Le sous groupe A1 est le plus fréquent (fréquences géniques en France : A1 = 0,21, A2 = 0,06 ), et est celui qui donne les réactions les plus nettes. Les globules A2 sont légèrement moins bien agglutinés.
Cette différence est quantitative, le nombre de sites antigéniques A (définis par une N-acétyl-galactosamine fixée sur une chaîne H) étant plus important sur les globules A1 -1 million d'épitopes-, que sur les globules A2 -100 000 épitopes. Elle est également qualitative, l'ensemble des chaînes de la substance de base H de type III ou IV étant saturées sur les érythrocytes A1, ces types de chaînes H ne l'étant pas sur les érythrocytes A2.
Les globules A1 réagissent donc avec l'anti-A, l'anti-A1 (souvent une lectine extraite de Dolichos biflorus), mais pas avec l'anti-H (souvent une lectine extraite de Ulex europaeus), alors que les globules A2, réagissent avec l'anti-A, pas avec l'anti-A1, mais avec l'anti-H.
Ceci explique la présence de deux anticorps, anti-A et anti-A1 chez les sujets B, l'anti-A étant absorbable en totalité sur des globules A2, ne laissant qu'un anti-A1 subsister dans le sérum absorbé, et la présence constatée parfois d'un anti-A1 chez des sujets A2 ou plus fréquemment A2B.
A et B faibles
De nombreux groupes faibles ont d'abord été définis sérologiquement, avant que l'étude des glycosyltransférases ne soit entreprise en biologie moléculaire.
Parmi les groupes A, avaient été caractérisés sérologiquement les groupes A3, Ax, Aend, Am, Ael et Ay.
Parmi les groupes B, avaient été caractérisés sérologiquement les groupes B3, Bx, Bm et Bel.
La preuve de la présence d'une substance A ou B sur les érythrocytes, suspectée lors du groupage sur l'épreuve sérique de Simonin, qui montre l'absence d'anticorps anti-A (mais parfois la présence d'un anti-A1) ou anti-B, est apportée pour les plus faibles de ces groupes, par une technique de fixation-élution.
B acquis
Lors d'infections du tube digestif, lors de cancers coliques en particulier, certains germes libèrent une enzyme, une désacétylase, qui transforme la N-acétyl-galactosamine, qui constitue la substance A du groupe ABO, en galactosamine. Certains réactifs anti-B, reconnaissant normalement uniquement le galactose, réagissaient alors comme si le groupe possédait la substance B. Les réactifs maintenant commercialisés sont contrôlés et ne présentent plus, en principe, cette réaction croisée, qui pouvait être source d'erreur entre des mains inexpérimentées, faisant déterminer comme AB un sujet de groupe A. Dès la fin de l'infection, l'anomalie disparaît progressivement
Biochimie
Glycosyltransférases
Les Glycosyltransférases sont des enzymes permettant le transfert d'arborescences sucrées sur des proteines. Dans le cas du système ABO la transférase A transfère le N-acetylgalactosamine et la transférase B transfère le galactose par une liaison α1,3 sur le galactose de la chaîne osidique H, et elles induisent respectivement l'appartenance d'un individu au groupe A ou B. Lorsque les deux glycosyltransférases sont présentes, l'individu est de groupe AB.
Les locus A et B codent une protéine de 353 acides aminés. La différence entre les deux protéines porte sur 4 acides aminés, à savoir pour la
- Glycosyltransférase A1 : Arg 176, Pro 234, Gly 235, Leu 266, Gly 268
- Glycosyltransférase B : Gly 176, Pro 234, Ser 235, Met 266, Ala 268
Le locus O produit une protéine inactive de 116 acides aminés du fait d'un décalage de lecture dû à une délétion dans le codon 87. Les allèles cis-AB et sous-groupes A du système ABO résultent des mutations suivantes par rapport à l'allèle A1, pris comme référence :
- Allèle cis-AB : Gly 268 → Ala seule ou associée à Pro 156 → Leu ou Arg176 → Gly et Gly235 → Ser
- Allèle A2 : Pro 156 → Leu, et addition de 21 acides aminés à la protéine
- Allèle A3 : Asp 291 → Asn
- Allèle Ax : Phe 216 → Ile
Les allèles des sous-groupes B du système ABO résultent des mutations suivantes par rapport à l'allèle B, pris comme référence :
- Allèle B3 : Arg 352 → Trp
- Allèle B(A) : Ser 235 → Gly ou Pro234→ Ala
Distribution des antigènes A B H
Chez les sujets sécréteurs, substances de groupe ABO présentes dans la salive et tous les liquides de l'organisme (plasma, lait, sperme) à l'exception du liquide céphalo-rachidien.
Antigènes ABO adsorbés sur les lymphocytes et les plaquettes chez les sujets secréteurs.
Présent sur les cellules épithéliales, endothéliales, et largement distribué dans la plupart des tissus, à tel point que le système ABO peut être considéré comme un système d'histocompatibilité.
Anticorps du système ABO et associés
Les anticorps du système ABO sont des IgM, des IgG et même parfois des IgA (G. Daniels).
Les anticorps naturels sont des IgM, plus actifs à froid ou à température ambiante qu'à 37 °C, agglutinants, sensibles à la chaleur (70 °C), au 3-mercapto-ethanol (3ME), ou au di-thio-thréitol (DTT). Ces anticorps ne passent pas la barrière placentaire, et sont donc sans action sur le fœtus. Ces anticorps ne sont pas développés à la naissance, et apparaissent après contact avec des antigènes présents dans l'environnement ou notre tube digestif -aliments, bactéries. Ceci explique que la détermination de groupe sanguin ABO d'un nouveau-né est impossible avant l'âge de six mois, et n'est pas effectuée. Seul, un résultat provisoire basé sur la seule épreuve de Beth-Vincent peut être rendu.
Après relance d'immunisation (transfusion, grossesse, ou consommation de certains aliments, infections, médicaments) le taux des IgG augmente. Ces anticorps sont dits immuns. Thermorésistants, insensibles au 3-ME ou au DTT, passant la barrière placentaire, non agglutinants, ces anticorps plus actifs à 37 °C ne peuvent être mis en évidence qu'après élimination des IgM et par des techniques d'agglutination artificielle, enzymes, test à l'antiglobuline. Ce sont ces anticorps que l'on peut mettre en évidence, dans un certain nombre de cas, sur les érythrocytes des nouveau-nés de groupe A ou B nés de mères O (voire AB de mère A ou B). Cette incompatibilité ABO est bénigne.
Anti A1 et Anti H. (à suivre....)
Génétique du système ABO
Caractérisé par deux sucres possibles à la surface de l’érythrocyte, soit un galactose (antigène B), soit une N-Acetylgalactosamine (antigène A). Ces sucres sont fixés sur une substance de base, appelée substance H, elle-même osidique. La présence de chacun de ces sucres est due à une enzyme spécifique codée par un allèle lui-même spécifique, allèle A pour l’antigène A, allèle B pour l’antigène B. La présence d’un allèle inactif au locus ABO ne permet pas l’ajout d’un sucre à cette substance de base H qui reste donc en l’état. Cet allèle inactif est appelé O.
Ainsi le système ABO est caractérisé par trois allèles : A, B, et O.
Ces allèles sont portés par un autosome (par opposition aux chromosomes sexuels X ou Y). Tout individu possède donc deux allèles, l’un venant de son père et l’autre de sa mère, à un même locus, c’est-à-dire à un emplacement défini sur le chromosome. En l’occurrence, pour le système ABO, sur le chromosome 9 humain, plus précisément en 9 q34-2.
Lorsque le sujet possède à la fois l'allèle A et l'allèle B, les deux sucres se trouvent alors sur l’érythrocyte et le sujet est de groupe AB. Lorsqu’il ne possède que 2 allèles O, il sera de groupe O, s’il possède un ou deux allèles A et pas l'allèle B, il sera A, s’il possède un ou deux allèles B et pas l'allèle A, il sera B.
Ainsi, un couple de parents, dont la mère est génétiquement A / O, donc de groupe A, et le père B / O, donc de groupe B, pourra avoir des enfants de quatre groupes différents. Si chacun des parents transmet son allèle O, l’enfant sera génétiquement O / O, donc de groupe O. Si le père transmet l'allèle O et la mère l'allèle A, l’enfant sera A / O, donc de groupe A. Si le père transmet l'allèle B et la mère l'allèle O, l’enfant sera B / O, donc de groupe B. Si la mère transmet l'allèle A et le père le gène B, l’enfant sera alors A / B, donc de groupe AB.
Anomalies apparentes et filiation
Dans chaque système de groupe sanguin, nous pouvons être confrontés à des anomalies apparentes de transmission.
Groupe Bombay
Ainsi, dans le système ABO, nous savons que l’antigène A résulte d’un sucre (ose) fixé par une enzyme sur une substance de base, également osidique, dite substance H. Cette même substance H résulte de l’action d’un gène H, que des très rares sujets ne possèdent pas. Ces sujets sont de génotype h/h, possédant en double dose l’allèle inactif h de H. Ces sujets sont dits de groupe « Bombay », du nom de la localité où cette particularité a été décrite. Ces sujets n’ont donc pas de substance H sur leurs globules rouges, et ont un anticorps anti-H dans leur plasma, ce qui interdit ou rend dangereuse toute transfusion non isogroupe (non « Bombay »). N’ayant pas cette substance H, même si ces sujets « Bombay » possèdent le gène A ou le gène B, les substances A ou B ne pourront être fabriquées, et ces sujets seront en apparence de groupe O. Leurs enfants héritant de ce parent d’un gène h et d’un gène A ou B, et de l’autre parent d’un gène normal H (dans le système Hh) et d’un gène O par exemple (dans le système ABO) pourront à nouveau exprimer le gène A ou B qui leur a été transmis par le premier parent et seront de groupe A ou B normal.
Cis AB
Une autre anomalie apparente de transmission dans le système ABO peut être due à la présence d'un gène CisAB, gène qui code une glycosyltransférase synthétisant simultanément les substances A et B. Ainsi, un sujet génétiquement CisAB / O, donc de groupe apparent AB, marié à un conjoint O / O, donc de groupe O, aura des enfants AB ou O, et non des enfants A ou B comme attendu.
Chimérisme
On parle de chimère lorsqu'un individu est constitué de deux patrimoines génétiques différents, fusion de deux œufs, par exemple, ou circulations croisées in utéro entre les placentas de deux jumeaux dizygotes. Ainsi les cellules germinales d'un sujet, cellules qui lui appartiennent en propre, pourront être différentes des cellules hématopoïétiques qui viennent de son jumeau, et qui sont en fait une greffe. On observera alors, chez cette personne une discordance entre les groupes sanguins déterminés sur son sang circulant, et les groupes transmis à sa descendance
Importance pratique du système ABO
Intérêt clinique
- En transfusion clinique.
- Rôle en pathologie, par exemple dans la maladie hémolytique du nouveau-né. L'incompatibilité ABO du couple mère-enfant très fréquente n'a que très rarement, des conséquences cliniques, qui restent très discrètes.
- Rôle dans les greffes de moelle ou d'organes.
Applications médico-légales
En médecine légale :
- Pour l'identification de taches de sang. Technique historique remplacée par les techniques de biologie moléculaire.
- Pour des recherches en exclusion de paternité : dans ce cas, on détermine les groupes de la mère, de l'enfant, du ou des pères présumés: les antigènes présents chez l'enfant doivent obligatoirement être présents chez la mère ou chez le père. (NB: ce n'est pas un test de paternité). Là aussi, la biologie moléculaire apporte maintenant la réponse.
Autres applications
- En hémotypologie, l'étude des groupes sanguins des populations (et des autres marqueurs génétiques) permet de déceler des variations de fréquence chez les diverses ethnies. L'importance de ces variations caractérise la distance génétique entre ces diverses populations. La variation génétique étant continue d'un endroit à l'autre de la planète, il est impossible de tracer une quelconque frontière entre divers peuples, ce qui fait que la notion de "race" n'a plus aucun sens; ainsi que l'a montré le Pr Ruffié, l'un des fondateurs de cette discipline.
Notes et références
Annexes
Bibliographie
- Les Groupes sanguins chez l'Homme, R. R. Race et R. Sanger, traduit par Ch. Salmon et A. Mourier, Masson 1970
- Bases moléculaires des antigènes des groupes sanguins, J.P. Cartron et Ph. Rouger, Masson, 1998
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