Immunfluoreszenz-Direktnachweis

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 21. September 2017
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Nachweise von Gewebestrukturen, Antikörpern und Krankheitserregern durch Immunmarkierungen sind beliebt, modern und genau. Immunfluoreszenz bezeichnet die Immunmarkierung mit präparierten, fluoreszierenden Antikörpern, die unter UV-Licht zum Leuchten gebracht werden.

Beim Immunfluoreszenz-Direktnachweis wird das Untersuchungssubstrat direkt mit leuchtenden Antikörpern untersucht, ohne vorgeschaltete primäre Antikörper oder künstliche Antigene.

Inhaltsverzeichnis

Was ist der Immunfluoreszenz-Direktnachweis?

Immunfluoreszenz-Direktnachweise sind diagnostische Methoden, die auf Erkenntnissen der Immunologie, Immunfärbung und Immunhistochemie beruhen. Im Mittelpunkt steht hier die Eigenschaft von Antikörpern, sich an bestimmte Stellen im Gewebe oder auf Antigenen in einem Serum zu binden. Diese Stellen sind Epitope.

In der biochemischen Diagnostik gibt es künstliche Antikörper oder Mimetika (singular: Mimetikum), die eine Markierung dieser Antikörper-Antigen-Bindungen durch Fluoreszenz oder Radioaktivität ermöglichen. Künstliche Antikörperkonjugate binden sich nämlich einerseits an die Epitope und verfügen andererseits über einen Fluoreszenzmarker im Falle der Immunfluoreszenz. Das ist eine Alternative zur Verwendung von radioaktiven Markern. Das Besondere an Immunfluoreszenz-Direktnachweisen gegenüber indirekten Nachweisen ist, dass der Antikörper, der sich an das Epitop des Antigens im untersuchten Material bindet, zugleich auch schon das Antikörperkonjugat mit dem Fluoreszenzmarker darstellt. Weitere Antikörper zur Zwischenschaltung sind bei Direktnachweisen nicht notwendig.

Als Farbstoffe zum Basteln der künstlichen Antikörperkonjugate kommen bei der Immunfluoreszenz das unter UV-Licht leuchtende Fluorescein und auch Fluoresceinisothiocyanat (FITC) zum Einsatz. Soweit liest sich das ein bisschen kompliziert, aber Immunfluoreszenz-Direktnachweise sind Standardmethoden der medizinischen Labordiagnostik für zahlreiche unterschiedliche medizinische Fragen. Die Antikörper mit dem Fluoreszenzfarbstoff sind fertig zum Verkauf erhältlich.

Funktion, Wirkung & Ziele

Immunfluoreszenz-Direktnachweise gibt es für Gewebeuntersuchungen zur Anfärbung bestimmter Strukturen im Gewebe. Es gibt sie aber auch für Einzelzellen. Da spielt die Durchflusszytometrie eine große Rolle. Und schließlich sind da noch die aus fester und flüssiger Phase bestehenden Immunassays. Immunfluoreszenz-Untersuchungen von Geweben sind vor allen Dingen in der Onkologie, also der medizinischen Behandlung von Krebskrankheiten, wichtig.

Tumorspezifische Antigene im Tumorgewebe lassen sich mit Immunfluoreszenz direkt nachweisen. Oft sind diese Untersuchungen an Gewebeproben von Geschwülsten wichtig, um herauszufinden, woher im Körper die vorhandenen Metastasen gekommen sind, oder auch, um ein Urteil zu bilden, ob ein Tumor gut- oder bösartig ist. Die Untersuchung von einzelnen Zellen mit Immunfluoreszenz-Direktnachweisen dient dem Auffinden von Virus-Antigenen, Bakterien-Antigenen und anderen Epitopen.

So erfährt man beispielsweise, ob die Zellen durch einen Virus infiziert sind und in welchem Stadium des Infektionszyklus sich die Zellen befinden. Unter der Bezeichnung FACS (=Fluorescence-Activated Cell Sorting) verbirgt sich ein hocheffizientes Durchflusszytometrie-Verfahren, bei dem die mit Fluoreszenz markierten Zellen auf je nach Färbungstyp unterschiedliche Reagenzgläser verteilt werden. Dieses Verfahren ist wichtig in der Immunologie, Hämatologie und Infektiologie.

Tumorspezifische Antigene im Tumorgewebe lassen sich mit Immunfluoreszenz direkt nachweisen. Somit lässt sich herausfinden, woher im Körper die vorhandenen Metastasen gekommen sind.

Immunfluoreszenz-Immunassays erlauben den direkten Nachweis von Umweltgiften, genetisch veränderten Organismen und bestimmten Zusatzstoffen in Nahrungsmitteln. Bei dieser Versuchsanordnung gibt es stets eine feste und eine flüssige Phase. Zahlreiche Krankheitserreger, einschließlich des AIDS verursachenden HI-Virus, ließen sich ebenso direkt nachweisen. Beim Nachweis von Infektions- und Autoimunkrankheiten geht es jedoch oft darum, nicht Antigene, sondern Antikörper nachzuweisen. Das sind die vom Immunsystem des Körpers selbst gebildeten Abwehrmoleküle. Solche Nachweise sind dann nach der hier vorgestellten Definition keine direkten Nachweise, da die fluoreszierenden Antikörper nicht direkt an die körpereigenen Antigene, sondern an die Antigene der Versuchsanordnung ankoppeln.

Diese Antigene der Versuchsanordnung knüpfen sich ihrerseits an die körpereigenen Antikörper an. Nur in speziellen Nachweis- und Bestätigungstests werden Immunfluoreszenz-Direktnachweise für gängige Infektionen, zum Beispiel durch HI-Viren und Chlamydien, eingesetzt. Es gibt Tests für viele weitere Krankheiten. In den meisten Situationen sind für Infektionskrankheiten indirekte Nachweise der Antikörper besser geeignet, da das körpereigene Immunsystem eben über eine geniale Erinnerungsfähigkeit an frühere Infektionen verfügt. In anderen Situationen wiederum ergänzen sich direkte Nachweise von Antigenen und indirekte Nachweise von Antikörpern. Letztere zeigen, dass eine Infektion schon einmal vorgekommen ist, während Erstere genauere Informationen über den aktuellen Status der Aktivität der Krankheitserreger liefern.

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Risiken, Nebenwirkungen & Gefahren

Mit Immunfluoreszenz-Direktnachweisen kommen wie bei allen medizinischen Nachweisen zwei Risiken: Das Risiko eines falschen, positiven Resultats und das Risiko eines falschen, negativen Resultats. Falsche, positive Resultate verursachen psychologisches Unwohlsein und sehr große Belastung beim Patienten.

Deshalb kommen zu positiven Resultaten, besonders wenn die Diagnose zu einschneidenden Lebensveränderungen führt, zusätzliche Testverfahren hinzu. Die Gefahr eines falschen, negativen Resultats liegt darin, dass der Patient die Bedrohung für seine eigene Gesundheit und vielleicht sogar auch für die öffentliche Gesundheit nicht rechtzeitig erfährt. Deshalb ist es gut, viel zu forschen und eine große Anzahl unterschiedlicher Immunfluoreszenz-Direktnachweise verkaufsreif zu machen und anzubieten. Zusammen mit anderen direkten und indirekten Nachweisverfahren von Krankheiten und Pathologien erhöht sich so die Genauigkeit der Diagnose.

Direktnachweise basieren auf dem Antikörperkonjugat, das sich einerseits an die Epitope der Antigene bindet und andererseits auch zugleich die Fluoreszenz verursacht. So ein Produkt kommt daher nur in einer Art Testverfahren zur Anwendung und wird nicht für andere Testverfahrenstypen verwendet. Das ist ein wichtiger, verfahrenstechnischer Unterschied zu den indirekten Nachweisen, bei denen den fluoreszierenden Antikörpern primäre Antikörper zur Epitop-Bindung vorgeschaltet sind. Das Antikörperkonjugat eignet sich somit für unterschiedliche Tests. Dieser verfahrenstechnische Unterschied ist verschieden vom medizinischen Unterschied zwischen dem indirekten Nachweis von Antikörpern und dem direkten Nachweis von Antigenen.

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Quellen

  • Murphy, K., Travers, P., Walport, M.: Janeway – Immunologie. Spektrum, Heidelberg, 2010
  • Peter, H.-H., Pichler, W.J. (Hrsg.): Klinische Immunologie. Urban & Fischer, München 2012
  • Schütt, C., Bröker, B.: Grundwissen Immunologie. Spektrum, Heidelberg 2011

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