Die Antigen-Antikörper-Reaktion in der Wissenschaft

Spezifität der Antikörper

Die variable Region eines jeden Antikörpers funktioniert wie ein Schlüssel. Er passt nämlich nur in ein ganz spezifisches Schloss. Nur ist dieses Schloss ein sogenanntes Epitop eines Antigens. Das kann ein Teil eines Bakteriums oder auch eines Virus sein, aber auch Giftstoffe oder Hormone. Genau diese Eigenschaft, dass die Antikörper so spezifisch sind, macht sich die Forschung zunutze.

Herstellung der Antikörper

Es können sogenannte monoklonale Antikörper, also Antikörper von nur einer Sorte, hergestellt werden. Dazu wird einem Versuchstier das zum Antikörper passende Antigen verabreicht, welches dann die Herstellung des Antikörpers induziert. Aus dem Blutserum des Versuchstiers können dann anschliessend diese Zellen extrahiert werden, welche die Antikörper produzieren und sie ausserhalb des Körpers mit Krebszellen verschmelzen.

Diese verschmolzenen Zellen heissen dann Hybridomzellen. Der Vorteil an dieser Verschmelzung ist, dass die Hybridomzellen nun immer noch dieselben spezifischen Antikörper produzieren können, aber zusätzlich unbegrenzt teilungsfähig sind, wie die Krebszellen. Sie können also permanent sogenannt in Kultur gehalten werden und Antikörper isolieren.

Variable Region: Region, die zu einem Antigen passt.
Konstante Region: Region, die bei fast allen Antikörpern gleich ist.
Disulfidbrücken: verbinden Aminosäureketten.
Disulfidbrücken: verbinden Aminosäureketten.
Leichte Kette: Bestandteil des Antikörpers.
Schwere Kette: Bestandteil des Antikörpers.

Der ELISA-Test

Was ist das?

Diese monoklonalen Antikörper finden zum Beispiel Anwendung beim quantitativen Nachweis bestimmter Antikörper mit dem sogenannten ELISA-Test.

ELISA ist eine englische Abkürzung und steht für „enzyme-linked immunosorbent assay“, also auf Deutsch „Enzym-gekoppelter Immunadsorptionstest“. Mit diesem Test kann erkannt werden, ob eine Person Antikörper für ein bestimmtes Antigen gebildet hat. Früher wurde damit zum Beispiel HIV nachgewiesen.

Der Test zeigt nicht auf, ob in diesem Fall das Virus im Körper vorhanden ist, sondern eben, ob es Antikörper gibt. Antikörper werden nur im Körper produziert und demnach gefunden, wenn das passende Antigen im Körper vorhanden ist oder einmal vorhanden war.

Wie funktioniert er?

Um einen ELISA-Test durchzuführen, werden die Wände von Gefässen mit den zu untersuchenden Antigenen beschichtet. Dieses Gefäss wird dann in eine Lösung aus dem Blutserum der Person, deren Blut untersucht werden soll, platziert. Falls das Blutserum den Antikörper enthält, bindet dieser an das Antigen an der Gefässwand. Danach kann das Gefäss ausgewaschen werden und freie Antikörper weggespült werden.

In einer zweiten Runde wird das Gefäss in eine andere Lösung getaucht, welche einen anderen Antikörper enthält. Dieser ist an ein Enzym gekoppelt, welches eine Farbreaktion hervorrufen kann und er bindet an eine Stelle des ersten Antikörpers. Wenn also Antigene vorhanden waren, haben gewisse Antikörper in der ersten Runde daran gebunden und wurden demnach nicht weggewaschen. In der zweiten Runde haben dann die zweiten Antikörper mit dem Enzym an die ersten Antikörper gebunden.

Durch erneutes Waschen kann diese Farbreaktion nun ausgelöst werden. Wenn sich die Farbe ändert, war in diesem Gefäss das Antigen, welches untersuchen wurde, vorhanden. Es kann sogar geschätzt werden, wie viele Antigene vorhanden sind, je nach Intensität der Farbreaktion.

Antikörper in der Zellforschung

Mit ähnlichen Prinzipien wie beim ELISA-Test können in der Zellforschung ganz spezifisch Teile einer Zelle sichtbar gemacht werden. So zum Beispiel die Mikrotubuli, ein Teil des Cytoskeletts einer Zelle. Es können nämlich auf Tubulin passende Antikörper mit einem Fluoreszenzfarbstoff gekoppelt werden und die Zellen dann unter dem Fluoreszenzmikroskop betrachtet werden. So sind die Mikrotubuli wunderbar zu erkennen, weil sie aufleuchten.

Neben Farbe können auch Radioaktivität mit Antikörpern gekoppelt werden. Radioaktive Komponenten können somit zum Beispiel mit passenden Antikörpern an Tumorzellen angelagert werden und durch Messung der Radioaktivität können Tumore im Körper aufgespürt werden.

Monoklonale Antikörper können aber auch genutzt werden, um körpereigene Stoffe unschädlich zu machen, wenn sie, zum Beispiel aufgrund von einer Krankheit, zu körperlichen Schäden führen.