Electroforesis

Qué es la electroforesis

Cuando se aplica una diferencia de potencial a una muestra biológica, las moléculas con carga neta migran hacia el polo de signo opuesto: las aniones (carga negativa) se desplazan hacia el ánodo y los cationes hacia el cátodo. Las moléculas más pequeñas y con mayor densidad de carga avanzan más rápido; las grandes y con poca carga, más despacio. Esa migración diferencial es el principio que permite separar mezclas complejas en bandas individuales.

El nombre lo recoge la RAE como voz procedente del francés électrophorèse, formado a su vez con los elementos griegos ἤλεκτρον (ḗlektron, "ámbar" —y, por extensión, "electricidad") y φόρησις (phórēsis, "transporte"). Documentado por primera vez en inglés en 1911, el término designa tanto el fenómeno físico (el desplazamiento de sustancias por acción de un campo eléctrico) como la técnica analítica que lo aprovecha. Fue Arne Tiselius quien, en 1937, demostró que las proteínas del suero podían separarse de este modo en fracciones que bautizó con letras griegas —alfa, beta, gamma—, un hallazgo que inauguró la era del proteinograma clínico y le valió el Nobel de Química en 1948.

Tipos de electroforesis según el soporte

La técnica original de Tiselius empleaba un medio líquido (electroforesis de frente móvil), hoy en desuso. Los sistemas actuales se clasifican según la matriz sobre la que migran las moléculas.

Electroforesis en gel de agarosa. Se utiliza ampliamente para separar fragmentos de ADN y ARN en biología molecular. Los poros del gel de agarosa actúan como tamiz: los fragmentos más cortos avanzan más que los largos, lo que permite estimar su tamaño comparándolos con un marcador de peso molecular conocido.

Electroforesis en gel de poliacrilamida (PAGE). Ofrece mayor resolución que la agarosa y es la técnica de referencia para separar proteínas. En su variante desnaturalizante con dodecilsulfato sódico (SDS-PAGE), las proteínas se recubren uniformemente de carga negativa y migran estrictamente según su masa molecular. En la variante nativa, conservan su estructura tridimensional y migran según carga y forma.

Electroforesis capilar. La muestra se inyecta en un tubo capilar de diámetro muy pequeño sometido a un voltaje alto. La resolución es excelente, el proceso está automatizado y es la técnica con que se realiza la mayoría de los proteinogramas en los laboratorios clínicos actuales. Ha sustituido progresivamente al acetato de celulosa y al gel de agarosa en esta aplicación.

Aplicaciones clínicas de la electroforesis

En medicina, la electroforesis no es una sola prueba sino el fundamento de varias. La más solicitada es la electroforesis de proteínas séricas, que genera el proteinograma: separa las proteínas del suero en cinco fracciones (albúmina, alfa-1, alfa-2, beta y gammaglobulinas) y permite detectar alteraciones inflamatorias, hepatopatías, pérdida proteica renal y, sobre todo, la presencia de una banda monoclonal indicativa de una gammapatía monoclonal.

La electroforesis de hemoglobina separa las distintas hemoglobinas presentes en la sangre (A, A2, F, S, C y otras) para diagnosticar hemoglobinopatías como la anemia drepanocítica o las talasemias. Forma parte del cribado neonatal (prueba del talón) en la mayoría de las comunidades autónomas españolas.

Otras aplicaciones incluyen la electroforesis de lipoproteínas (para tipificar hiperlipoproteinemias), la de proteínas en líquido cefalorraquídeo (donde el patrón de bandas oligoclonales orienta hacia la esclerosis múltiple) y la de proteínas en orina (para detectar la proteinuria de Bence-Jones).

Electroforesis con anticuerpos: inmunoelectroforesis e inmunofijación

Cuando el proteinograma detecta una banda sospechosa, la siguiente pregunta es a qué inmunoglobulina pertenece. Para responderla se recurre a técnicas que combinan la electroforesis con la reacción antígeno-anticuerpo. La inmunoelectroforesis clásica (que enfrentaba las proteínas separadas con antisueros específicos en un gel de difusión) fue durante décadas la prueba de referencia, pero hoy ha sido sustituida en gran parte por la inmunofijación, más rápida, más sensible y más fácil de interpretar. Ambas cumplen el mismo objetivo: tipificar la inmunoglobulina y la cadena ligera del componente monoclonal (IgG kappa, IgA lambda, cadenas ligeras libres, etc.).

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra "electroforesis"?

Del francés électrophorèse, construido con los elementos griegos ἤλεκτρον (ḗlektron, "ámbar", por extensión "electricidad") y φόρησις (phórēsis, "transporte"). La RAE la registra con dos acepciones: el fenómeno físico de desplazamiento de sustancias por un campo eléctrico, y la técnica que lo aplica con fines analíticos. El término se documenta en inglés desde 1911.

¿Es lo mismo electroforesis que proteinograma?

No exactamente. Electroforesis es la técnica general de separación por campo eléctrico, aplicable a proteínas, ácidos nucleicos, hemoglobinas y otras moléculas. El proteinograma es una aplicación concreta de la electroforesis: la que separa las proteínas del suero y genera un trazado interpretable. Cuando en un informe de laboratorio aparece "electroforesis de proteínas", el resultado es un proteinograma.

¿Por qué mi médico me ha pedido una electroforesis?

Lo más probable es que se refiera a una electroforesis de proteínas séricas (proteinograma). Se solicita cuando hay una velocidad de sedimentación elevada sin causa clara, una proteína total alta o baja, sospecha de gammapatía monoclonal, o para completar el estudio de una anemia o una infección crónica. También puede tratarse de una electroforesis de hemoglobina (para descartar hemoglobinopatías) o de una inmunofijación (para tipificar una paraproteína ya detectada).

¿Es dolorosa la prueba?

La electroforesis es una técnica de laboratorio que se aplica a la muestra, no al paciente. Lo único que requiere es una extracción de sangre convencional (o, en algunos casos, una muestra de orina o de líquido cefalorraquídeo). El proceso electroforético en sí ocurre en el laboratorio, sin intervención del paciente.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Electroforesis de proteínas en suero. MedlinePlus, enciclopedia médica en español.
2. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Electroforesis de hemoglobina. MedlinePlus, pruebas de laboratorio.
3. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. Electroforesis de proteínas por inmunofijación en sangre. MedlinePlus, pruebas de laboratorio.
4. Real Academia Española. Electroforesis. Diccionario de la lengua española.