Immunglobuline (Antikörper)

Immunglobuline (Antikörper) sind die wichtigsten Proteine ​​in der spezifischen Immunantwort. Ihre Aufgabe besteht unter anderem darin, den Körper vor Bedrohungen zu schützen. von Mikroorganismen. Ein Mangel oder ein Überschuss an Antikörpern kann ein Zeichen für verschiedene Pathologien sein, daher ist ihre Bestimmung im Blut ein wichtiges Element bei der Diagnose vieler Krankheiten. Darüber hinaus ermöglichte der Fortschritt der biomedizinischen Wissenschaften die Verwendung synthetischer Antikörper bei der Behandlung bestimmter Krankheiten.

Inhaltsverzeichnis

1. Immunglobuline (Antikörper) - Typen und Struktur
2. Immunglobuline (Antikörper) - Rolle im Körper
3. Immunglobuline (Antikörper) - Immungedächtnis
4. Immunglobuline (Antikörper) - Antigenvariabilität von Antikörpern
5. Immunglobuline (Antikörper) - Impfstoffe
6. Immunglobuline (Antikörper) - serologischer Konflikt
7. Immunglobuline (Antikörper) - Studie
8. Immunglobuline (Antikörper) - Normen
9. Immunglobuline (Antikörper) - Ergebnisse und deren Interpretation
10. Immunglobuline (Antikörper) - Was bedeuten erhöhte Antikörperspiegel?
11. Immunglobuline (Antikörper) - Was bedeutet ein verminderter Antikörperspiegel?
12. Immunglobuline (Antikörper) - Anwendung in der Labordiagnostik
13. Immunglobuline (Antikörper) - Verwendung in der Therapie

Immunglobuline, auch als Antikörper oder Gammaglobuline bekannt, sind Immunproteine, die von Zellen des Immunsystems produziert werden - Plasmazellen, die eine Art von B-Lymphozyten sind.

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Antikörper sind in den Körperflüssigkeiten aller Wirbeltiere vorhanden und entstehen durch Kontakt mit chemischen Molekülen (Antigenen) wie Bakterien, Viren und in einigen Fällen sogar durch Kontakt mit dem eigenen Gewebe (sogenannte Autoantigene).

Antikörper sind Teil der humoralen Immunantwort und wirken sehr spezifisch, da sie immer gegen ein bestimmtes Antigen gerichtet sind.

Der Name "humoral" stammt von der in der Antike in der Medizin üblichen humoralen Theorie ab und vermutete das Vorhandensein von Körperflüssigkeiten (Humor) im menschlichen Körper. Obwohl diese Theorie seit langem widerlegt wurde, werden einige ihrer Formulierungen immer noch in der medizinischen Terminologie verwendet.

Die humorale Immunantwort besteht aus B-Lymphozyten (einschließlich Plasmazellen) und den von ihnen produzierten Antikörpern. Der humorale Ausdruck bezieht sich auf die Tatsache, dass die Elemente des Immunsystems, zu denen es gehört, in Körperflüssigkeiten (Humor) wie Lymphe oder Plasma gefunden werden.

Immunglobuline (Antikörper) - Typen und Struktur

Antikörper sind Y-förmig und bestehen aus zwei Paaren von Proteinketten - leicht und schwer, die durch Disulfidbindungen miteinander verbunden sind. Aufgrund der Unterschiede in der Struktur schwerer Ketten werden verschiedene Klassen (Typen) von Antikörpern unterschieden:

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• Immunglobulin Typ A (IgA) - (Alpha-Schwerkette) ist ein Antikörper, der hauptsächlich über die Schleimhäute, z. B. Darm, Atemwege und Sekrete, z. B. Speichel, sekretiert wird und eine lokale humorale Immunität bietet
• Typ D-Immunglobulin (IgD) - (Schwerketten-Delta) ist der am wenigsten bekannte Antikörper und macht bis zu 1 Prozent aus. alle Antikörper im Blut
• Immunglobulin Typ E (IgE) - (Epsilon schwere Kette) beträgt nur 0,002 Prozent. aller Antikörper im Blut und hat die einzigartige Eigenschaft, Mastzellen und Basophile zu aktivieren, was unter anderem zu ihrer Freisetzung führt. Histamin
• Immunglobuline vom G-Typ (IgG) - (schwere Gammakette) sind die zahlreichsten (80% aller Antikörper) und die beständigsten Antikörper im Körper, da sie auch einige Dutzend Jahre nach Kontakt mit dem Antigen im Blut verbleiben können
• Immunglobuline vom Typ M (IgM) - (mu schwere Kette) werden zuerst im Verlauf der Immunantwort produziert, sind weniger persistent und werden allmählich durch IgG-Antikörper ersetzt

Die meisten Antikörper (IgG, IgD, IgE) existieren als einzelnes "Y" -Molekül (Monomer). Die Ausnahme bilden der IgA-Antikörper, der in Doppelform (Dimer) vorkommt, und der IgM-Antikörper, der den sogenannten bildet Schneeflocke (Pentamer).

Antikörper in der Region der leichten und schweren Kette weisen eine variable Region auf, bei der es sich um eine spezifische Sequenz von Aminosäuren handelt, die nahezu perfekt mit der Sequenz auf dem Antigen übereinstimmt. Diese Region wird als Paratop bezeichnet und ist für die spezifische Bindungsspezifität jedes Antikörpers an ein Antigen verantwortlich.

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Infolgedessen passt jeder Antikörper als Schlüssel und Schloss zum Antigen, und durch Kombination bilden sie das sogenannte Immunkomplex. Es sollte jedoch beachtet werden, dass Antikörper dennoch Flexibilität zeigen, um an verschiedene Antigene zu binden, was bedeutet, dass sie an verschiedene Antigene angepasst werden können und Kreuzreaktionen resultieren können. Dieses Phänomen wird sehr häufig bei Allergien beobachtet.

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Immunglobuline (Antikörper) - Rolle im Körper

Die Rolle aller Antikörper im Körper besteht darin, an Immunantworten teilzunehmen. Antikörper können mit Antigenmolekülen Immunkomplexe bilden und das Komplementsystem und die Entzündung aktivieren. Dies dient dazu, das Antigen zu neutralisieren und es sicher aus dem Körper zu entfernen.

Aufgrund ihrer vielfältigen biochemischen Eigenschaften können verschiedene Klassen von Antikörpern spezielle Funktionen erfüllen:

• Parasiten inaktivieren (IgE)
• Mikroorganismen neutralisieren (IgM, IgG)
• Schutz vor Wiederauftreten, z. B. Mumps (IgG)
• Schleimhäute mit Mikroorganismen und Allergenen (IgA) schützen
• an der Reifung und Entwicklung von Lymphozyten (IgD) beteiligt
• dem Fötus (IgG) und dem Neugeborenen (IgA) Immunität verleihen

Immunglobuline (Antikörper) - Immungedächtnis

Die Immunantwort ist in primäre und sekundäre Antworten unterteilt. Die primäre Immunantwort entwickelt sich, wenn sie zum ersten Mal mit einem Antigen in Kontakt kommt, wenn der Körper hauptsächlich IgM-Antikörper produziert, die allmählich durch spezifischere und persistentere IgG-Antikörper ersetzt werden.

Im Gegensatz dazu tritt eine sekundäre Immunantwort auf, wenn dasselbe Antigen erneut kontaktiert wird. Es ist intensiver als die primäre Reaktion und die Antikörperkonzentration erreicht höhere Werte als bei der primären Reaktion.

Eine solche effektive Sekundärantwort ergibt sich aus der sogenannten Immungedächtnis und das Vorhandensein von Gedächtnis-B-Lymphozyten. Solche Zellen leben jahrelang im Körper und wenn sie wieder mit dem Antigen in Kontakt kommen, beginnen sie sich sehr intensiv zu teilen und produzieren spezifische Antikörper.

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Immunglobuline (Antikörper) - Antigenvariabilität von Antikörpern

Eines der faszinierendsten Phänomene im Zusammenhang mit Antikörpern ist der Prozess ihrer Bildung und die enorme Vielfalt, die sie erreichen können, da die Anzahl der Antikörperkombinationen auf bis zu eine Billion geschätzt wird. Das Geheimnis liegt in der Struktur der für Antikörper kodierenden Gene und den Rekombinationsprozessen von Antikörpergenen und ihrer Hypermutation.

Diese Prozesse können als kontrollierte Einführung von Mutationen in das Genom bezeichnet werden, und zwar genau zum Zweck der Versuchs- und Fehleranpassung der geeigneten Antikörper. Obwohl es nicht zu kompliziert klingt, ist es in der Tat ein sehr komplexer Prozess, der äußerste Präzision erfordert und im Fehlerfall sogar zur Bildung von Neoplasmen führen kann.

Immunglobuline (Antikörper) - Impfstoffe

Antikörper spielen eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung der Immunität nach der Impfung. Wenn es mit dem Antigen im Impfstoff in Kontakt kommt, produzieren die Zellen des Immunsystems Antikörper.

Zuerst das weniger persistente und spezifische IgM und dann das persistente und lang anhaltende IgG im Blut. Beispielsweise werden während der Impfung gegen das Hepatitis B-Virus (HBV) drei Dosen des Impfstoffs in Intervallen verabreicht, um eine anhaltende Immunität zu induzieren. Ein Maß für die Wirksamkeit einer solchen Impfung ist die Messung des Spiegels von IgG-Antikörpern gegen die Virusantigene im Blut.

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Immunglobuline (Antikörper) - serologischer Konflikt

Einer der wichtigsten Tests bei schwangeren Frauen ist die Beurteilung des Vorhandenseins und der Überwachung von Antikörpern gegen Antigene der fetalen roten Blutkörperchen. In serologischen Konflikten können solche Antikörper die Plazenta zum Fötus durchqueren und dessen rote Blutkörperchen zerstören, was zu einer hämolytischen Erkrankung führt. Dies geschieht, wenn die Mutter eine Rh (-) - Blutgruppe hat und der Fötus Rh (+) ist.

Immunglobuline (Antikörper) - Forschung

Antikörper machen 12-18% der Serumproteine ​​aus. Um die Menge einzelner Proteinfraktionen einschließlich Antikörper zu bestimmen, wird ein Proteinogramm durchgeführt. Dieser Test basiert auf der Elektrophorese von Serumproteinen, d. H. Ihrer Trennung in einem elektrischen Feld.

Der Antikörperspiegel-Test wird aus venösem Blut (IgM, IgG, IgE, IgA) oder Speichel und Stuhl (IgA) durchgeführt. In ausgewählten klinischen Situationen kann eine Untersuchung eines anderen Materials, z. B. Liquor cerebrospinalis, durchgeführt werden.

Die Gesamtkonzentrationen an IgG, IgM, IgA und Antikörpern der leichten Kette werden routinemäßig durch immunonephelometrische und immunoturbidimetrische Verfahren bestimmt. Im Gegensatz dazu wird die Gesamtkonzentration von IgE-Antikörpern am häufigsten mit immunchemilumineszierenden Methoden getestet.

Immunturbidimetrische und immunonephelometrische Verfahren nutzen die Fähigkeit, Lösungen zu trüben und Licht zu streuen, indem sie Antigen-Antikörper-Komplexe bilden. Das immunonephelometrische Verfahren misst die Intensität des von der Testlösung gestreuten Lichts, und das immunoturbidimetrische Verfahren misst die Intensität des durch die Testlösung hindurchtretenden Lichts. Diese Methoden werden unter anderem verwendet. zur Bestimmung der Gesamtkonzentration verschiedener Klassen von Antikörpern.

Pathologische Formen von Antikörpern können auch im Labor markiert werden. Ein Beispiel ist ein monoklonaler Antikörper (M-Protein), der ein unvollständiger Antikörper ist (z. B. ohne ein Fragment einer schweren oder leichten Kette), der in monoklonalen Gammapathien oder Lymphomen gefunden wird. Ein weiteres Beispiel ist das Bence-Jones-Protein, das im Urin von Menschen mit multiplem Myelom vorkommt.

Wissenswert

Immunglobuline (Antikörper) - Normen

Die Normen für die Gesamtblutantikörperspiegel sind altersabhängig und für Erwachsene:

• IgG - 6,62-15,8 g / l
• IgM - 0,53-3,44 g / l
• IgA - 0,52-3,44 g / l
• IgE - bis zu 0,0003 g / l
• IgD - bis zu 0,03 g / l

Immunglobuline (Antikörper) - Ergebnisse und deren Interpretation

Es gibt viele klinische Situationen, die zu einem Anstieg des Antikörperspiegels (Hypergammaglobulinämie) oder zu einem Rückgang dieser Antikörper (Hypogammaglobulinämie) führen können.

Die Zunahme oder Abnahme kann entweder für die Gesamtmenge an Antikörpern oder nur für ausgewählte Klassen von Antikörpern gelten. Es ist auch klinisch wichtig, das Vorhandensein spezifischer Antikörper gegen bestimmte Mikroorganismen oder das eigene Gewebe zu bestimmen.

Immunglobuline (Antikörper) - Was bedeuten erhöhte Antikörperspiegel?

Polyklonale Hypergammaglobulinämie resultiert aus der Überproduktion vieler Klassen von Antikörpern durch verschiedene Plasmozytenzellen und kann resultieren aus:

• akute und chronische Entzündung
• parasitäre, bakterielle, virale oder Pilzkrankheiten
• Autoimmunerkrankungen
• Leberzirrhose
• Sarkoidose
• Aids

Immunglobuline (Antikörper) - Was bedeuten niedrige Antikörperspiegel?

Monoklonale Hypergammaglobulinämie resultiert aus der Überproduktion von Antikörpern durch einen Klon der Krebszelle und kann folgende Ursachen haben:

• Multiples Myelom
• Unbekannte Ursache Gammapathie (MGUS)
• Lymphom
• Walderström-Makroglobulinämie

Hypogammaglobulinämie kann verursacht werden durch:

• erbliche genetische Defizite, z. B. schwerer kombinierter Immundefekt (SCID)
• Arzneimittel, z.B. Antimalariamittel, Zytostatika und Glukokortikoidmittel
• Unterernährung
• Infektionen, z.B. HIV, EBV
• Neoplasien, z.B. Leukämien, Lymphome
• nephrotisches Syndrom
• umfangreiche Verbrennungen
• schwerer Durchfall

Immunglobuline (Antikörper) - Anwendung in der Labordiagnostik

Antikörper (hauptsächlich IgG) werden üblicherweise in Labortests verwendet. Solche Antikörper werden unter Laborbedingungen erhalten und als monoklonale Antikörper bezeichnet. Sie stammen von einem einzelnen Zellklon und sind gegen ein bestimmtes Antigen gerichtet.

Das primäre Verfahren zur Herstellung monoklonaler Antikörper verwendet Labormäuse und Zellkulturen. Es ist eine Kombination aus zwei Arten von Zellen: Krebszellen (Myelom) und B-Lymphozyten, die spezifische Antikörper produzieren.

Anschließend können monoklonale Antikörper durch Anheften von Enzymen, Radioisotopen und Fluoreszenzfarbstoffen an diese modifiziert werden. Antikörperverfahren nutzen die Fähigkeit, spezifisch an ein Antigen zu binden.

• ELISA-Methode

ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) ist eine der am häufigsten verwendeten Methoden in der diagnostischen und wissenschaftlichen Forschung. Das ELISA-Verfahren verwendet monoklonale Antikörper, die an das Enzym gebunden sind. Es kann verwendet werden, um verschiedene Antigene in biologischem Material zu quantifizieren. Der Vorteil der ELISA-Methode ist ihre Einfachheit und hohe Empfindlichkeit. Das ELISA-Verfahren wird unter Verwendung spezieller Kunststoffplatten mit Vertiefungen durchgeführt, die beispielsweise mit Borrelia-Antigenen und spezifischen monoklonalen Antikörpern gefüllt sind, die zum Nachweis von Antikörpern in einer Patientenprobe ausgelegt sind.

• RIA-Methode

Das Radioimmunoassay (RIA) -Verfahren besteht darin, Antigene unter Verwendung von Antikörpern nachzuweisen, die mit radioaktiven Isotopen, z. B. mit 14C-Kohlenstoff, markiert sind. Aufgrund der Sicherheit der Arbeit mit radioaktiven Substanzen wird jedoch häufiger die ELISA-Methode angewendet.

• Westernblot-Methode

Die Westernblot-Methode besteht darin, das getestete Antigen in einem elektrischen Feld zu trennen und es dann auf eine spezielle Membran zu übertragen. Spezifische Antikörper, die mit einem Farbstoff oder einem Enzym markiert sind, werden dann auf die Antigenmembran aufgebracht. Das Westernblot-Verfahren ermöglicht einen sehr spezifischen Nachweis von Antigenen, weshalb es in Tests verwendet wird, die zweideutige Ergebnisse bestätigen, z. B. in der serologischen Diagnostik der Lyme-Borreliose.

• Durchflusszytometrie

Das Verfahren besteht darin, spezifische Marker auf der Oberfläche von Zellen nachzuweisen (Immunphänotypisierung). Fluoreszenzmarkierte monoklonale Antikörper, die für einen bestimmten Oberflächenmarker auf der Zelle spezifisch sind, werden in der Zytometrie verwendet. Die markierten Zellen werden dann mit einem Detektor detektiert. Durchflusszytometrie wird beispielsweise im CD57-Assay verwendet.

• Immunhistochemie

Dank immunhistochemischer Methoden ist es möglich, Antigene in Gewebefragmenten mit markierten Antikörpern nachzuweisen, die dann unter einem Mikroskop beobachtet werden.

• Protein Microarray

Protein Microarray ist eine moderne Methode, deren Prinzip der ELISA-Methode ähnelt. Dank der Miniaturisierung und der Möglichkeit des einmaligen Nachweises von bis zu mehreren hundert verschiedenen Proteinen hat es Anwendung in der wissenschaftlichen Forschung und Allergie gefunden.

Immunglobuline (Antikörper) - Verwendung in der Therapie

Monoklonale Antikörper können auch zur Behandlung bestimmter Krankheiten eingesetzt werden. Sie wurden 1981 erstmals zur Behandlung von Lymphomen eingesetzt. Monoklonale Antikörper werden verwendet in:

• Abtöten von Krebszellen, z. B. Ofatumumab (IgG gegen den CD20-Marker)
• Hemmung ausgewählter Zellen des Immunsystems bei der Transplantation, z. B. Muronomab (IgG gegen den CD3-Marker)
• Hemmung von Immunreaktionen bei Autoimmunerkrankungen, z. B. Adalimumab (IgG gegen Tumornekrosefaktor Alpha)

Literaturverzeichnis:

1. Pietrucha B. Ausgewählte Themen der klinischen Immunologie - Antikörpermängel und Zellmängel (Teil I) Pediatr Pol, 2011, 86 (5), 548-558.
2. Paul W.E. Grundlegende Immunologie, Philadelphia: Wolters Kluwer / Lippincott Williams & Wilkin 2008, 6. Auflage.
3. Labordiagnostik mit Elementen der klinischen Biochemie, Lehrbuch für Medizinstudenten, herausgegeben von Dembińska-Kieć A. und Naskalski J. W., Elsevier Urban & Partner Wydawnictwo Wrocław 2009, 3. Auflage.
4. Innere Krankheiten, herausgegeben von Szczeklik A., Medycyna Praktyczna Kraków 2010

Über den Autor

Karolina Karabin, MD, PhD, Molekularbiologin, Labordiagnostikerin, Cambridge Diagnostics Polska Ausbildung zur Biologin mit Spezialisierung auf Mikrobiologie und Labordiagnostikerin mit über 10 Jahren Erfahrung in der Laborarbeit. Absolvent der School of Molecular Medicine und Mitglied der Polnischen Gesellschaft für Humangenetik. Leiter der Forschungsstipendien am Labor für Molekulare Diagnostik der Abteilung für Hämatologie, Onkologie und innere Krankheiten der Medizinischen Universität Warschau. Sie verteidigte den Titel eines Doktors der medizinischen Wissenschaften auf dem Gebiet der medizinischen Biologie an der 1. Medizinischen Fakultät der Medizinischen Universität Warschau. Autor zahlreicher wissenschaftlicher und populärwissenschaftlicher Arbeiten auf dem Gebiet der Labordiagnostik, Molekularbiologie und Ernährung. Als Spezialist auf dem Gebiet der Labordiagnostik leitet er täglich die inhaltliche Abteilung von Cambridge Diagnostics Polska und arbeitet mit einem Team von Diätassistenten der CD Dietary Clinic zusammen. Er teilt sein praktisches Wissen über Diagnostik und Ernährungstherapie von Krankheiten mit Spezialisten auf Konferenzen, Schulungen sowie in Magazinen und Websites. Ihr besonderes Interesse gilt dem Einfluss des modernen Lebensstils auf molekulare Prozesse im Körper.