Neurobiologie
Nervenzelle und Erregungsleitung
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Mit einem ELISA-Test lassen sich bestimmte Bestandteile in unseren Körperflüssigkeiten nachweisen. Wie genau das funktioniert und wofür die ELISA-Methode eingesetzt wird, erfährst du in diesem Beitrag. %Hier geht's direkt zum Video!

Was ist ein ELISA-Test?

Der Begriff ELISA ist die Abkürzung für „Enzyme-Linked Immunosorbent Assay“. Das bedeutet so viel wie  enzymgekoppeltes, immunologisches Nachweisverfahren

Es dient dazu bestimmte Moleküle, wie Viren oder Bakterien in unserem Körper über Antikörper nachzuweisen. Sichtbar gemacht werden die Antikörper dann über eine Enzym-gekoppelte Farbreaktion. 

Der ELISA-Test ist in der medizinischen Diagnostik von großer Bedeutung, da er den Nachweis vieler verschiedener Fremdkörper (Antikörper, Viren, Bakterien, Giftstoffe) ermöglicht. 

%<img src="https://www.planet-wissen.de/natur/mikroorganismen/elisa-test-106~_v-gseapremiumxl.jpg" alt="ELISA-Testplatte mit unterschiedlich stark blau gefärbten Mulden" /><span style="color: #ff00ff;"> %Beschriftung: ELISA-Test; Alt-Text.: Farbreaktion, enzyme linked immunosorbent assay %ungefähr so mit der Platte darstellen, kann auch eine andere Farbe sein, zB Gelb

Farbreaktion, enzyme linked immunosorbent assay
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ELISA-Test

ELISA Nachweise

Wofür wird das ELISA-Verfahren im Labor in der Biochemie und der Medizin nun genau verwendet?

Prinzipiell lassen sich in Zelllysaten, Blut oder Lebensmittelproben alle Substanzen nachweisen, gegen die sich ein Antikörper herstellen lässt. Das nutzen Wissenschaftler in den folgenden Bereichen: 

  • Nachweis von Viren, Bakterien und Antikörpern: zur Feststellung von Infektionen, zum Beispiel als Viren-Test für den HI-Virus oder den SARS-CoV2 Coronavirus
  • Messung der Konzentration von Hormonen, Tumormarkern oder Giftstoffen: beispielsweise zum Nachweis von Krebserkrankungen
  • Schwangerschaftstest: Messung eines bestimmten Proteins, das während der Schwangerschaft gebildet wird.
  • Lebensmittelkontrolle: zur Feststellung, ob ein Nahrungsmittel Allergene wie Gluten enthält

ELISA Prinzip

Schauen wir uns jetzt an, wie der Nachweis durch das ELISA-Prinzip funktioniert. Der serologische Test (Antikörpertest)nutzt die Funktionsweise unseres Immunsystems. Denn er basiert auf der Bindung eines Antikörpers an ein Antigen. Daraufhin kann über eine Farbreaktion ermittelt werden, wie viele Antigene oder Antikörper sich in einer Probe befinden.

Antigene sind Bestandteile fremder Partikel in unserem Körper, wie Viren oder Bakterien. Sie werden von den sogenannten Antikörpern gebunden. Das sind sind spezielle Proteine, die fremde Strukturen sehr spezifisch erkennen und binden können. Dafür besitzen sie ein charakteristisches Y-förmiges Aussehen. Die Bindung der Antikörper aktiviert dann das Immunsystem und sorgt für eine Abwehr gegen die Eindringlinge.  %<a style="color: #ff00ff;" href="http://www.biologie-schule.de/img/antigene.gif">Link</a> %Beschriftung: Antikörper Antigen, Alt-Text: spezifische Bindung, Antigen-Antikörper-Komplex

spezifische Bindung, Antigen-Antikörper-Komplex
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Antikörper Antigen

Es gibt nun verschiedene Varianten, wie der Nachweis mithilfe einer Antikörper-Antigen-Bindung genau ablaufen kann. 

Indirekter ELISA

Wenn wir jetzt zum Beispiel herausfinden wollen, ob ein Patient Antikörper gegen einen Virus in sich trägt, gehen wir so vor: 

  1. Das Antigen (Bestandteil des Virus) wird an den Boden einer Mikrotiterplatte (Platte mit Vertiefungen) gebunden. 
  2. Die Probe des Patienten (Blut, Urin) wird in die Vertiefungen gegeben. Wenn die Probe Antikörper enthält, binden diese die Antigene. 
  3. Es folgt ein Waschschritt, um ungebundenes Material wieder zu entfernen. 
  4. Dann wird ein zweiter Antikörper hinzugefügt, der an den ersten Antikörper bindet. Der zweite Antikörper ist an ein Enzym (z.B. Merrettichperoxidase) gekoppelt, das den Komplex über eine Farbreaktion sichtbar macht. 
  5. Dazu wird im letzten Schritt ein Substrat dazugegeben, das durch das Enzym zu einem Farbstoff umgewandelt wird. Je stärker die Farbe, desto mehr Antikörper befinden sich in der Probe des Patienten. 

%<img src="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b9/ELISA.svg/1920px-ELISA.svg.png" /> %@animation: hier nur das 2.Bild (indirekter ELISA) darstellen, Beschriftung: indirekter ELISA-Test, Alt.Text: ELISA, Antikörper, Antigen, enzyme linked

ELISA, Antikörper, Antigen, enzyme linked
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indirekter ELISA-Test

Direkter ELISA

Eine zweite Nachweismöglichkeit bietet der indirekte ELISA-Test. Hierfür ist nur ein Antikörper notwendig. Denn der Nachweisantikörper ist direkt an das Enzym gekoppelt. 

In dem Fall ist es möglich den Antigen-Spiegel eines Patienten zu messen. So funktioniert zum Beispiel der HIV-Test. Der Vorteil der Methode ist, dass sie kostengünstig ist und schnell funktioniert. Allerdings ist sie dafür nicht so sensibel und kann deshalb geringe Mengen an Antigenen schlechter nachweisen, als der indirekte Test.  %Bild siehe oben (direkter ELISA), Beschriftung: direkter ELISA-Test, Alt.Text: elisa test hiv, antigen, antikörper, enzym

elisa test hiv, antigen, antikörper, enzym
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direkter ELISA-Test

Sandwich ELISA

Eine weitere ELISA-Technik ist der sogenannte Sandwich ELISA. Die Bezeichnung stammt daher, dass das Antigen wie in einem Sandwich von oben und unten von einem Antikörper gebunden wird. Der erste Antikörper ist dabei am Boden der Platte befestigt. Hat der zweite Antikörper das Antigen gebunden, wird er wieder über einen Farbstoff nachgewiesen. Dazu kann er selbst ein Enzym tragen (direkt) oder von einem weiteren enzymtragenden Antikörper gebunden werden (indirekt). 

Das Sandwich-Prinzip ist sehr sensibel und ist vor allem dann sinnvoll, wenn wenig Antigen in der Probe enthalten ist. Das Antigen muss jedoch groß genug sein, dass gleichzeitig zwei Antikörper daran binden können. 

%<img src="https://www.antibody-creativebiolabs.com/img/1-1-1-5-Sandwich-ELISA-with-Streptavidin-biotin-Detection-1.jpg" alt="Sandwich ELISA with Streptavidin-biotin Detection - Creative Biolabs" /> %Beschriftung: Sandwich ELISA, Alt.Text: direkter ELISA, indirekter ELISA; Sandwich Prinzip %@animation: nur die beiden linken mit direkt/indirekt übernehmen und am besten gleich darstellen wie oben auch

direkter ELISA, indirekter ELISA; Sandwich Prinzip
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Sandwich ELISA

Kompetitiver ELISA

Die letzte Variante, die wir betrachten, ist der kompetitive ELISA-Test (engl. competitive ELISA). Wie der Name schon sagt, stehen hier verschiedene Antigene im Wettstreit um die Antikörper-Bindung. 

Auch hier ist der Antikörper am Boden gebunden. Zuerst findet dann die Bindung zwischen Antikörper und Antigen aus der Probe statt. Je weniger Antigene enthalten sind, desto mehr freie Antikörper-Bindestellen gibt es noch. Daran bindet nun ein zweites, künstlich hergestelltes Antigen. Das zweite Antigen weisen wir wieder durch eine Farbreaktion nach. Je weniger Antigen in der Probe war, desto mehr zweites Antigen hat gebunden und desto stärker ist die Färbung. 

%</span><img src="https://www.euroimmun.de/fileadmin/user_upload/Products/Techniques/ELISA/ELISA_Antigennachweis_kompetitiv_DE.jpg" alt="ELISA | EUROIMMUN AG" /><span style="color: #ff00ff;"> %Beschriftung: kompetitiver ELISA, Alt.Text: competitive ELISA, elisa assay %@animation: rechts das Antigen andersfarbig darstellen und anstatt Biotinmarkiert nur markiert schreiben, Restliche Teile davon müssen nicht beschriftet werden, nur Farbreaktion dazuschreiben :)

competitive ELISA, elisa assay
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kompetitiver ELISA

%Überschrift H2 "PCR" einfügen

%Neben dem ELISA-Test gibt es auch andere Methoden, um virale Infektionen im Körper nachzuweisen. </span><span style="color: #ff00ff;">Eine davon ist die sogenannte Polymerasekettenreaktion (PCR). Schau dir jetzt unser Video dazu an, um zu erfahren, wie sie abläuft! %Thumbnail PCR

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