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Immunfixationselektrophorese

Synonym: Immunfixation
Englisch: immunofixation elektrophoresis

1 Definition

Bei der Immunfixationselektrophorese werden zwei Verfahren der Bioanalytik miteinander kombiniert, die Immunelektrophorese und die Immundiffusion. Mit diesem Verfahren kann qualitativ untersucht werden, ob eine Vermehrung von monoklonalen Immunglobulinen vorliegt.

2 Hintergrund

Mit einer Elektrophorese lassen sich die Proteinbestandteile des Blutserums entsprechend ihrer physikalischen Eigenschaften (Größe und elektrische Ladung) in fünf Fraktionen auftrennen. Antikörper finden sich dabei in der γ-Globulin-Fraktion. Daraus lassen sich jedoch keine qualitativen Rückschlüsse auf das Vorkommen von beispielsweise monoklonalen Antikörpern (Paraproteinämie) ableiten. Mittels Immunfixationselektrophorese kann die γ-Globulin-Fraktion dahingehend untersucht werden, welche Antikörper in welcher Menge vorliegen.

3 Funktionsprinzip

Nach der elektrophoretischen Auftrennung der Proteine im Agarosegel wird ein zweiter Träger, ein Celluloseacetatstreifen, aufgebracht. Die Streifen sind mit monospezifischen Antiseren getränkt. Es kommt zur Ausbildung spezifischer Antigen-Antikörper-Komplexe, die zu groß und unlöslich sind, um bei der anschließenden Reinigung aus dem Gel ausgewaschen zu werden (Immunfixation). Andere, ungebundene Antikörper können schnell und vollständig entfernt werden. Durch Anfärben mit geeigneten Farbstoffen kann das verstärkte Vorliegen eines Antikörpers sichtbar gemacht werden.

3.1 Nachweis freier Leichtketten

Neben Blutserum, kann auch der Urin auf das Vorliegen von Antikörpern untersucht werden. Normalerweise sorgt die Resorptionskapazität der Niere dafür, dass sich im Urin keine Proteine befinden. Bei einer Paraproteinämie kann diese Resoprtionskapazität jedoch überschritten werden, sodass es zur Proteinurie kommt. Werden ausschließlich freie Leichtketten nachgewiesen, liegt eine isolierte Bence-Jones-Proteinurie vor, werden außerdem noch Antikörper bzw. gebundene Leichtketten nachgewiesen, handelt es sich um eine Paraproteinämie mit Bence-Jones-Proteinurie.

Im zweiten Fall müsste das Blutserum dahingehend untersucht werden, welche Paraproteinämie vorliegt.

4 Analytik

Mit der Immunfixationselektrophorese können monoklonale Gammopathien genauer typisiert werden. Häufig findet sich monoklonales IgG, IgA oder IgM, seltener IgD oder IgE. Möglich sind auch nur freie Leichtketten κ oder λ sowie nur die Schwerketten von IgA, IgD, IgE, IgG oder IgM. Die Nachweisgrenze für Immunglobuline liegt bei ewa 20 mg Immunglobulin/l.

Beispiele für Erkrankungen mit monoklonaler Gammopathie sind das Multiple Myelom oder der Morbus Waldenström.

5 Weiterentwicklungen

5.1 Immunfixationselektrophorese mit anschließendem Blotting

Da die Antikörper im Agarosegel in einer relativ dicken Schicht lokalisiert sind, kann das Anfärben und damit die Sensitivität des Nachweises nachteilig beeinflusst werden. Durch Übertragen der Antikörper nach der Elektrophorese auf eine dünnere Nitrocellulosemembran kann die Sensitivität erhöht werden.

5.2 Subtraktionskapillarelektrophorese

Bei sehr kleinem Probenvolumen kann die Kapillarelektrophorese genutzt werden. Dabei wird untersucht, ob das Nativserum einen M-Gradienten zeigt. Ist dies der Fall, werden Teile des Nativserums mit spezifischen Antigenen versetzt und untersucht, bei welcher Probe der M-Gradient verschwindet.

6 Quellen

  1. Jürgen Hallbach: Klinische Chemie und Hämatologie; Thieme Verlag; 3.Auflage, 2019
  2. Joachim W. Engels, Friedrich Lottspeich: Bioanalytik; Springer Spektrum; 3.Auflage, 2012

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