ELISA-Test
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 !
Inhaltsübersicht
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 besonders in der medizinischen Diagnostik von großer Bedeutung, da er den Nachweis vieler verschiedener Fremdkörper (Antikörper, Viren, Bakterien, Giftstoffe) ermöglicht.
ELISA Nachweise
Wofür wird das ELISA-Verfahren im Labor in der Biochemie und der Medizin nun genau verwendet? Prinzipiell lassen sich in Blut, Zelllysaten (Gemisch aus Zellbestandteilen) 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 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.
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:
- Das Antigen (Bestandteil des Virus) wird an den Boden einer Mikrotiterplatte (Platte mit Vertiefungen) gebunden.
- Die Probe des Patienten (z. B Blut, Urin) wird in die Vertiefungen gegeben. Wenn die Probe Antikörper enthält, binden diese die Antigene.
- Es folgt ein Waschschritt, um ungebundenes Material wieder zu entfernen.
- Dann wird ein zweiter Antikörper hinzugefügt, der an den ersten Antikörper bindet. Der zweite Antikörper ist an ein Enzym (z. B. Meerrettichperoxidase HRP) gekoppelt, das den Komplex über eine Farbreaktion sichtbar macht.
- 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.
Direkter ELISA
Eine zweite Nachweismöglichkeit bietet der direkte 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.
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 je 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.
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. Dabei gilt: Je weniger Antigen in der ursprünglichen Probe war, desto mehr hergestelltes Antigen hat gebunden und desto stärker ist die Färbung.
PCR
Neben dem ELISA-Test gibt es auch andere Methoden, um virale Infektionen im Körper nachzuweisen. Eine davon ist die sogenannte Polymerasekettenreaktion (PCR). Schau dir jetzt unser Video dazu an, um zu erfahren, wie sie abläuft!
