Immunelektrophorese

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 21. September 2017
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Die Immunelektrophorese dient dem labordiagnostischen Nachweis von monoklonalen Antikörpern im Blut eines Patienten. Monoklonale Antikörper stammen von derselben Zelle ab und sind gegen dieselben Antigene gerichtet. Aus diesem Grund sind sie als pathologisch zu bewerten und sprechen bei erbrachtem Nachweis für Erkrankungen wie den Morbus Waldenström.

Inhaltsverzeichnis

Was ist die Immunelektrophorese?

Ionen haben eine unterschiedliche Beweglichkeit. Diese unterschiedliche Beweglichkeit bildet die Basis der Elektrophereseverfahren. Diese Methoden trennen verschiedene Substanzen mittels elektrischer Felder und Schwerkraft voneinander. Ein bekanntes Verfahren aus dem Bereich ist die Immunelektropherese.

Dabei handelt es sich um ein qualitativ diagnostisches Verfahren, das dem Nachweis von monoklonalen Antikörpern dient. Antikörper sind immunologisch aktive Proteinsubstanzen einer bestimmen Zelllinie. Monoklonale Antikörper gehen alle auf denselben B-Lymphozyten zurück und sind dementsprechend gegen ein einziges Epitop gerichtet. Jede natürliche Immunantwort gegen eingedrungene Antigene entspricht einer polyklonalen Antwort und ist damit gegen verschiedene Epitope ausgerichtet. Eine monoklonale Immunantwort gibt daher Hinweise auf pathologische Körperprozesse.

Monoklonale Antikörper binden mit hoher Spezifität verschiedene Moleküle. Diese Bindung lässt sich mittels der Immunelektrophorese nachweisen. Das Verfahren ist ein qualitatives Verfahren der Labordiagnostik und setzt sich aus den beiden Verfahrensarten der Serumelektrophorese und der Immundiffusion zusammen.

Funktion, Wirkung & Ziele

Die Immunelektrophorese kombiniert die Methodik der Serumelektrophorese mit der Immundiffusion. Das Serum des Patienten wird auf ein Agarosegel oder eine Zelluloseacetatfolie gegeben. Auch ein Kontrollserum wird aufgetragen. Auf den Auftrag folgt eine elektrophoretische Auftrennung der Proben. Zwischen die Trennlinien werden Antiseren, IgG, IgA, IgM, Essigsäure für normale Elektrophorese und Kappa sowie Lambda aufgebracht.

Mit den Antikörpern des Patientenserums stellt sich dadurch eine Reaktion ein, die Präzipitationslinien erzeugt. Abhängig vom verwendeten Antiserums un der Lage sowie Form der einzelnen Linien lassen sich Rückschlüsse auf enthaltende Immunglobuline mit Leichtketten Kappa oder Lambda ziehen. Bei einer Lambda-Bande liegen freie Leichtketten aus Antikörpern vor. Über die seltenen IgE und IgD erbringt das Labor einen zusätzlichen Nachweis, der eine genaue Bestimmung der Immunglobuline erlaubt. Ein Verfahren der Immundiffusions-Elektrophorese findet nach Pierre Grabar und Curtis Williams statt und entspricht einer Kombination aus Agarose-Gelelektrophorese von Proteinen und einer Antikörperdiffusion.

Die Immunelektrophorese dient dem labordiagnostischen Nachweis von monoklonalen Antikörpern im Blut eines Patienten.

Zuerst findet die Agarose-Gelelektrophorese statt. Anschließend diffundieren die enthaltenen Antikörper gegen die Banden von Antigenen und lassen dadurch Präzipitatbögen entstehen. Davon zu unterscheiden ist die Rocket-Immunelektrophorese nach Laurell, die einer Elektrophorese von Proteinen innerhalb eines Agarosegels entspricht, das jeweils Antikörper in bestimmter Konzentration aufweist. Im Gel befindet sich ein leicht basischer Puffer, der ausschließlich die Antigene wandern lässt und die meisten Antikörper durch die Exposition gegenüber des leicht basischen pH-Werts zum isoelektrischen Punkt drängt, bis sie sich elektrophoretisch nicht weiter bewegen.

Am Anfang einer Rocket-Immunelektrophorese liegt ein Antigenüberschuß vor, sodass sich lösliche Antigen-Antikörper-Komplexe bilden. Während der Elektrophorese kommt es zusätzlich zur Bindung zwischen Antigenen und weiteren Antikörpern. Am Äquivalenzpunkt werden auf diese Weise Immunpräzipitate gebildet, die raketenartigen Figuren mit proportionaler Höhe zur Antigenkonzentration ähneln. Die Höhe des Präzipitats wird zur Auswertung des Tests gemessen.

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Risiken, Nebenwirkungen & Gefahren

Besondere Bedeutung hat der Nachweis der monoklonalen Antikörper für die Diagnostik des multiplen Myeloms und des Morbus Waldenströms. Der erbrachte Nachweis spricht für eine bösartige Entartung von Immunzellen. Das Multiple Myelom entspricht einer Krebserkrankung im Knochenmark, die durch die bösartige Vermehrung der Antikörper-produzierenden Zellen im Plasma gekennzeichnet ist.

Diese Plasmazellen stellen Antikörper und deren Bruchstücke her. Maligne Plasmazellen entstammen immer einer gemeinsamen Vorläuferzelle und sind damit genetisch identisch. Sie produzieren ausschließlich monoklonale Antikörper. Die Bösartigkeit dieser Erkrankung kann einer Krebsvorstufen entsprechen, aber auch eine hochmaligne Stufe erreichen, die ohne Behandlung schnell letal verläuft. Krankheitssymptome ergeben sich aus dem bösartigen Wachstum der Zellen oder durch die Antikörper und Antikörperbruchstücke. Zu den häufigsten Symptomen zählen Knochenschmerzen, Knochenauflösung und spontane Knochenbrüche.

Der Calciumspiegel im Blut ist oft erhöht. Außerdem lagern sich die abnormalen Antikörper oft im Gewebe ein und rufen Funktionsstörungen der Organe hervor, die zu Erscheinungen wie Nierenversagen oder einer beeinträchtigten Durchblutung führen können. Auch der Morbus Waldström ist eine bösartige Tumorerkrankung. Genauer gesagt handelt es sich um eine maligne Lymphomerkrankung, die zu den langsam fortschreitenden und annähernd asymptomatischen B-Zell-Non-Hodgkin-Lymphomen gezählt wird. In den meisten Fällen lassen sich bei der Erkrankung abnormen Produktionen von monoklonalem IgM nachweisen, die auf Aktivitäten der bösartigen Lymphomzellen zurückzuführen sind.

Der Morbus Waldenström ist dem Multiplen Myelom in seinen Eigenschaften äußerst ähnlich, zeigt aber meist einen günstigeren Verlauf. Die meisten Patienten des Morbus Waldenström sind bis zur Diagnose weitestgehend asymptomatisch. Andere Patienten zeigen früh Symptome wie unspezifische Müdigkeit oder periphere Neuropathien, die durch die Ablagerung des monoklonalen IgM innerhalb der Myelinscheide entstehen. Bereits kleine IgM-Mengen können eine Polyneuropathie auslösen. An anderen Patienten tritt auch bei hohem Spiegel keine Polyneuropathie ein. Zusätzlich können unspezifische Beschwerden wie Fieber, ungewollter Gewichtsverlust oder Nachtschweiß eintreten. Auch Knochenschmerzen sind charakteristisch.

Aufgrund der Überproduktion an IgM wir das Blut hyperviskos, sodass die genannten Symptome mit denen eines Hyperviskositätssyndroms vergesellschaftet sein können. Diese Blutungsneigung manifestiert sich in den meisten Fällen in häufigem Nasenbluten, in Kopfschmerzen, einem allgemeinen Unwohlsein oder verschwommenem Sehen und akustischen Beschwerden. Um bösartige Erkrankungen dieser Art nachzuweisen, ist die Immunelektropherese längst zu einem diagnostischen Standardverfahren geworden.

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Quellen

  • Herold, G.: Innere Medizin. Selbstverlag, Köln 2016
  • Murphy, K., Travers, P., Walport, M.: Janeway – Immunologie. Spektrum, Heidelberg, 2010
  • Piper, W.: Innere Medizin. Springer, Berlin 2013

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