Monoclonal gammopathies (MG) comprise a spectrum of conditions ranging from monoclonal gammopathy of undetermined significance (MGUS), to smoldering multiple myeloma (SMM), to multiple myeloma (MM), all characterized by the abnormal production of an immunoglobulin by a clone of plasma cells. Diagnosis of MG requires a progressive approach integrating clinical, laboratory, immunological, and radiological data. One of the main challenges is distinguishing benign forms (such as MGUS) from those requiring pharmacological treatment (multiple myeloma, Waldenström macroglobulinemia, AL amyloidosis), since diagnostic "gray zones" exist in which tests may be discordant or poorly sensitive. This study is part of the diagnostic pathway for MG active at the Laboratorio Unico Metropolitano (LUM) of the Ospedale Maggiore in Bologna, which employs capillary zone electrophoresis (CZE) on the Capillarys 3 Tera system (Sebia), immunosubtraction and immunofixation electrophoresis (IFE) on the Hydrasys 2 Scan system (Sebia), and turbidimetric assay of serum free light chains (sFLC) on the Optilite system (The Binding Site). The aim of this work is to demonstrate how a multiparametric diagnostic pathway allows precise characterization of the monoclonal component and stratification of progression risk in patients with MG. The work was structured around the following objectives: description of the diagnostic pathway applied to five patients with suspected MG, selected to represent different clinical profiles and analytical challenges; identification of the monoclonal component by CZE, evaluating the position and morphology of the electrophoretic peak; isotypic typing by immunosubtraction and, in non-conclusive cases, immunofixation with a panel extended to anti-IgD and anti-IgE antisera; quantification of the monoclonal component and turbidimetric assay of κ and λ sFLC, with calculation of the κ/λ ratio; risk stratification for progression according to the Mayo Clinic model, based on isotype, concentration of the monoclonal component, and free light chain ratio; comparison of the diagnostic profiles obtained, to assess how far the combination of laboratory parameters allows discrimination between different risk classes for the same diagnosis. The results, exemplified through the clinical cases presented, show that many of the "gray zones" in MG diagnostics do not stem from the ineffectiveness of individual methods, but from the intrinsic limitations of each when used in isolation. Laboratory diagnosis of MG should therefore not rely on a single method, but on an integrated approach that exploits the complementarity of protein electrophoresis, immunosubtraction, and immunofixation, achieving a progressive diagnostic pathway in which each method compensates for the limitations of the others: reducing false negatives, improving typing of the monoclonal component, increasing sensitivity for low-concentration monoclonal components, improving recognition of immunoglobulins migrating in atypical electrophoretic regions, and allowing more accurate distinction between true monoclonal components and analytical artifacts. Although this approach does not eliminate biological and clinical uncertainties, it represents the foundation of modern, reliable laboratory diagnostics.

Le gammopatie monoclonali (GM) comprendono uno spettro di condizioni che vanno dalla gammopatia monoclonale di incerto significato (MGUS), al mieloma multiplo smoldering (SMM), fino al mieloma multiplo (MM), accomunate dall'anomala produzione di un'immunoglobulina da parte di un clone di plasmacellule. La diagnosi delle GM richiede un approccio progressivo che integra dati clinici, laboratoristici, immunologici e radiologici. Una delle principali difficoltà è distinguere le forme benigne (come la MGUS) da quelle che richiedono trattamento (mieloma multiplo, macroglobulinemia di Waldenström, amiloidosi AL), poiché esistono "zone d'ombra" diagnostiche in cui i test possono risultare discordanti o poco sensibili. Il presente studio si inserisce nel percorso diagnostico delle GM attivo presso il Laboratorio Unico Metropolitano (LUM) dell'Ospedale Maggiore di Bologna, che prevede l'elettroforesi capillare a zona (CZE) su sistema Capillarys 3 Tera (Sebia), l'immunosottrazione e l'immunofissazione elettroforetica (IFE) su sistema Hydrasys 2 Scan (Sebia), e il dosaggio turbidimetrico delle catene leggere libere sieriche (sFLC) su sistema Optilite (The Binding Site). Obiettivo del lavoro è dimostrare come un percorso diagnostico multiparametrico consenta di caratterizzare con precisione la componente monoclonale e di stratificare il rischio di progressione nei pazienti con GM. Il lavoro si è articolato nei seguenti obiettivi: descrizione del percorso diagnostico applicato a cinque pazienti con sospetta GM, selezionati per rappresentare profili clinici e difficoltà analitiche differenti; identificazione della componente monoclonale mediante CZE, con valutazione di posizione e morfologia del picco elettroforetico; tipizzazione isotipica mediante immunosottrazione e, nei casi non conclusivi, immunofissazione con pannello esteso agli antisieri anti-IgD e anti-IgE; quantificazione della componente monoclonale e dosaggio turbidimetrico delle sFLC κ e λ, con calcolo del rapporto κ/λ; stratificazione del rischio di progressione secondo il modello della Mayo Clinic, basato su isotipo, concentrazione della componente monoclonale e rapporto delle catene leggere libere; confronto dei profili diagnostici ottenuti, per valutare quanto la combinazione dei parametri di laboratorio permetta di discriminare classi di rischio differenti a parità di diagnosi. I risultati, esemplificati attraverso l'illustrazione dei casi clinici, evidenziano come molte "zone d'ombra" della diagnostica delle GM non derivino dall'inefficacia delle singole metodiche, ma dai limiti intrinseci di ciascuna se utilizzata isolatamente. La diagnosi laboratoristica delle GM non deve quindi basarsi su una singola metodica, ma su un approccio integrato che sfrutti la complementarità di elettroforesi, immunosottrazione e immunofissazione, realizzando un percorso progressivo in cui ogni metodica compensa i limiti delle altre: riducendo i falsi negativi, migliorando la tipizzazione della componente monoclonale, aumentando la sensibilità per le componenti a bassa concentrazione, migliorando il riconoscimento delle immunoglobuline atipiche e distinguendo più accuratamente le vere componenti monoclonali dagli artefatti analitici. Tale approccio non elimina le incertezze biologiche e cliniche, ma rappresenta il fondamento di una diagnostica laboratoristica moderna e affidabile.

Il significato di un approccio multi-metodologico per la diagnosi delle gammopatie monoclonali

CIMATTI, GIULIA
2025/2026

Abstract

Monoclonal gammopathies (MG) comprise a spectrum of conditions ranging from monoclonal gammopathy of undetermined significance (MGUS), to smoldering multiple myeloma (SMM), to multiple myeloma (MM), all characterized by the abnormal production of an immunoglobulin by a clone of plasma cells. Diagnosis of MG requires a progressive approach integrating clinical, laboratory, immunological, and radiological data. One of the main challenges is distinguishing benign forms (such as MGUS) from those requiring pharmacological treatment (multiple myeloma, Waldenström macroglobulinemia, AL amyloidosis), since diagnostic "gray zones" exist in which tests may be discordant or poorly sensitive. This study is part of the diagnostic pathway for MG active at the Laboratorio Unico Metropolitano (LUM) of the Ospedale Maggiore in Bologna, which employs capillary zone electrophoresis (CZE) on the Capillarys 3 Tera system (Sebia), immunosubtraction and immunofixation electrophoresis (IFE) on the Hydrasys 2 Scan system (Sebia), and turbidimetric assay of serum free light chains (sFLC) on the Optilite system (The Binding Site). The aim of this work is to demonstrate how a multiparametric diagnostic pathway allows precise characterization of the monoclonal component and stratification of progression risk in patients with MG. The work was structured around the following objectives: description of the diagnostic pathway applied to five patients with suspected MG, selected to represent different clinical profiles and analytical challenges; identification of the monoclonal component by CZE, evaluating the position and morphology of the electrophoretic peak; isotypic typing by immunosubtraction and, in non-conclusive cases, immunofixation with a panel extended to anti-IgD and anti-IgE antisera; quantification of the monoclonal component and turbidimetric assay of κ and λ sFLC, with calculation of the κ/λ ratio; risk stratification for progression according to the Mayo Clinic model, based on isotype, concentration of the monoclonal component, and free light chain ratio; comparison of the diagnostic profiles obtained, to assess how far the combination of laboratory parameters allows discrimination between different risk classes for the same diagnosis. The results, exemplified through the clinical cases presented, show that many of the "gray zones" in MG diagnostics do not stem from the ineffectiveness of individual methods, but from the intrinsic limitations of each when used in isolation. Laboratory diagnosis of MG should therefore not rely on a single method, but on an integrated approach that exploits the complementarity of protein electrophoresis, immunosubtraction, and immunofixation, achieving a progressive diagnostic pathway in which each method compensates for the limitations of the others: reducing false negatives, improving typing of the monoclonal component, increasing sensitivity for low-concentration monoclonal components, improving recognition of immunoglobulins migrating in atypical electrophoretic regions, and allowing more accurate distinction between true monoclonal components and analytical artifacts. Although this approach does not eliminate biological and clinical uncertainties, it represents the foundation of modern, reliable laboratory diagnostics.
2025
The significance of a multi-methodological approach for the diagnosis of monoclonal gammopathies
Le gammopatie monoclonali (GM) comprendono uno spettro di condizioni che vanno dalla gammopatia monoclonale di incerto significato (MGUS), al mieloma multiplo smoldering (SMM), fino al mieloma multiplo (MM), accomunate dall'anomala produzione di un'immunoglobulina da parte di un clone di plasmacellule. La diagnosi delle GM richiede un approccio progressivo che integra dati clinici, laboratoristici, immunologici e radiologici. Una delle principali difficoltà è distinguere le forme benigne (come la MGUS) da quelle che richiedono trattamento (mieloma multiplo, macroglobulinemia di Waldenström, amiloidosi AL), poiché esistono "zone d'ombra" diagnostiche in cui i test possono risultare discordanti o poco sensibili. Il presente studio si inserisce nel percorso diagnostico delle GM attivo presso il Laboratorio Unico Metropolitano (LUM) dell'Ospedale Maggiore di Bologna, che prevede l'elettroforesi capillare a zona (CZE) su sistema Capillarys 3 Tera (Sebia), l'immunosottrazione e l'immunofissazione elettroforetica (IFE) su sistema Hydrasys 2 Scan (Sebia), e il dosaggio turbidimetrico delle catene leggere libere sieriche (sFLC) su sistema Optilite (The Binding Site). Obiettivo del lavoro è dimostrare come un percorso diagnostico multiparametrico consenta di caratterizzare con precisione la componente monoclonale e di stratificare il rischio di progressione nei pazienti con GM. Il lavoro si è articolato nei seguenti obiettivi: descrizione del percorso diagnostico applicato a cinque pazienti con sospetta GM, selezionati per rappresentare profili clinici e difficoltà analitiche differenti; identificazione della componente monoclonale mediante CZE, con valutazione di posizione e morfologia del picco elettroforetico; tipizzazione isotipica mediante immunosottrazione e, nei casi non conclusivi, immunofissazione con pannello esteso agli antisieri anti-IgD e anti-IgE; quantificazione della componente monoclonale e dosaggio turbidimetrico delle sFLC κ e λ, con calcolo del rapporto κ/λ; stratificazione del rischio di progressione secondo il modello della Mayo Clinic, basato su isotipo, concentrazione della componente monoclonale e rapporto delle catene leggere libere; confronto dei profili diagnostici ottenuti, per valutare quanto la combinazione dei parametri di laboratorio permetta di discriminare classi di rischio differenti a parità di diagnosi. I risultati, esemplificati attraverso l'illustrazione dei casi clinici, evidenziano come molte "zone d'ombra" della diagnostica delle GM non derivino dall'inefficacia delle singole metodiche, ma dai limiti intrinseci di ciascuna se utilizzata isolatamente. La diagnosi laboratoristica delle GM non deve quindi basarsi su una singola metodica, ma su un approccio integrato che sfrutti la complementarità di elettroforesi, immunosottrazione e immunofissazione, realizzando un percorso progressivo in cui ogni metodica compensa i limiti delle altre: riducendo i falsi negativi, migliorando la tipizzazione della componente monoclonale, aumentando la sensibilità per le componenti a bassa concentrazione, migliorando il riconoscimento delle immunoglobuline atipiche e distinguendo più accuratamente le vere componenti monoclonali dagli artefatti analitici. Tale approccio non elimina le incertezze biologiche e cliniche, ma rappresenta il fondamento di una diagnostica laboratoristica moderna e affidabile.
gammopatie
immunoglobuline
elettroforesi
immunosottrazione
immunofissazione
File in questo prodotto:
File Dimensione Formato  
Cimatti.Giulia.pdf

embargo fino al 29/10/2027

Dimensione 2.42 MB
Formato Adobe PDF
2.42 MB Adobe PDF

I documenti in UNITESI sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.14251/10295