Anwendungen der immunreaktion

Serumreaktion / Auf der Bildung spezifischer Antikörper gegen artfremde Proteine beruht auch die Serumreaktion. Da jede Tierart arteigene Proteine besitzt, veranlaßt eingespritztes Serum von Fremdblut den Organismus zur Bildung von Antikörpern, die artfremde Proteine ausfällen. Bringt man im Reagenzglas Blutserum des Empfängerblutes mit dem zur Einspritzung verwendeten Serum zusammen., so kann mit die Ausfällung als Niederschlag unmittelbar beobachten. Die Antikörper sind nur gegen diejenigen Bestandteile das Blutes wirksam, welche ihre Bindung veranlaßt haben.
Die Serumreaktion dient in der Gerichtsmedizin zur Unterscheidung von Menschen- und Tierblut. Will man einen Blutfleck als Menschenblut nachweisen, löst man ihn in physiologischer Kochsalzlösung auf. Vorher hat man einem Kaninchen mehrmals menschliches Blutserum injiziert, so daß dessen Blut genügend Angikörper gegen menschliche Blutproteine enthält. Man entnimmt diesem Kaninchen Blut und gewinnt daraus das Serum. Diesem Serum setzt man den in physiologischer Kochsalzlösung aufgslösten Blutfleck zu. Entsteht ein Niederschlag, dann handelt es sich um Menschenblut, während das Ausbleiben des Niederschlags Menschenblut ausschließt.


Identifizierung von Proteinen durch Immundiffusion

Die Reaktion zwischen Antigen und Antikörper wird in der Biochemie wegen ihrer hohen Empfindlichkeit und Spezifität zur Identifikation von Proteinen verwendet. Es gibt mehrere Techniken. Die gebräuchlichste ist die Immundiffusions-Methode (Ouchterlony-Technik). Man gießt in eine Petrischale eine Agarschicht und stanzt drei Löcher aus. In eines der Löcher wird die Lösung eines bekannten Proteins (Antigen) gefüllt, in ein zweites Loch Serum eines Kaninchens, das man vorher gegen dieses Protein immunisiert hat. In das verbliebene Loch wird die zu testende Lösung gegeben. Die in den Lösungen enthaltenen Substanzen diffundieren in die Agarschicht. Treffen ein Antigen und ein zusammengehörender Antikörper zusammen, fällen sie sich aus. Deshalb entsteht zwischen Serum und der bekannten Proteinlösung allmählich eine sichtbare Bande des gefällten Antigen-Antikörper-Komplexes. Entsteht auch zwischen der Testlösung und dem Serum eine Bande, muss die Testlösung das gleiche Protein enthalten wie die Proteinlösung bekannter Zusammensetzung.



Monoklonale Antikörper

Werden Antikörper nach herkömmlichen Verfahren zur passiven Immunisierung oder für die Serumreaktion gewonnen, so erhält man stets ein Gemisch verschiedener Antikörper, weil verschiedene Bestandteile einer Bakterienmembran, einer Virushülle oder einer Proteinoberfläche als Antigene wirken. Deshalb werden unterschiedliche B-Zellen aktiviert. Sie bilden dann Plasmazellen und diese erzeugen jeweils die entsprechenden Antikörper. Es gibt jedoch ein Verfahren zur Herstellung größerer Mengen identischer Antikörper, das von jeweils einem einzigen Lymphozyten ausgeht. So erzeugte Antikörper nennt man monoklonal. (Ein Klon ist die aus einer Mutterzelle oder einem Mutterorganismus durch ungeschlechtliche Vermehrung hervorgegangene erbgleiche Nachkommenschaft.) Man läßt zunächst von einem Kaninchen durch Injektion des Antigens die Antikörper bilden. Dann isoliert man Antikörper bildende Zellen aus der Milz des Kaninchens und mischt diese mit Zellen aus einem Myelom (einer besonderen Tumorart), die unbegrenzte Teilungsfähigkeit haben. Bestimmte Chemikalien lösen in der Mischkultur Zellverschmelzungen aus. So entstehen Hybridzellen mit unbegrenztem Wachstum, die Antikörper erzeugen. Die Mischkultur bring man auf Nährmedien au denen nur die Hybridzellen wachsen. Anschließend kommenn die Hybridzellen einzeln in je einen Behälter mit Kulturflüssigkeit, wo sie sich vermehren. Jede Hybridzelle kann nur eine Sorte von Antikörper erzeugen. Einige Zellen jeder Kultur werden in flüssigen Stickstoff eingefroren; sie sind so fast unbegrenzt haltbar und können jederzeit wieder in Kultur übernommen werden.

Monoklonale Antikörper sind in der Medizin und Biochemie unentbehrliche Hilfsmittel. So kann man gegen zahlreiche Substanzen spezifische Antikörper erzeugen; Tumorzellen lassen sich infolge ihrer veränderten Zelloberfläche nachweisen; ebenso ist ein Nachweis von Viren schon in geringen Mengen möglich.
Mit monoklonalen Antikörpern können neue Impfverfahren eingeführt werden. Will man gegen ein bestimmtes Virus impfen, so läßt man von einer Maus Antikörper gegen dieses Virus erzeugen und gewinnt dann mit der geschilderten Methode monoklonale Antikörper. Diese läßt man bei anderen Mäusen durch Injektion als Antigene einwirken. So werden nun Antikörper gegen die Antikörper gebildet; diese haben dann als \"Negativ vom Negativ\" teilweise ähnliche Moleküloberflächen wie das Virus. Nach Auswahl der richtigen Antikörper kann man diese beim Menschen injizieren. Sie verursachen nun ihrerseits als Antigene eine Bildung von weiteren Antikörpern. Diese weisen in bestimmten Bereichen der Moleküloberfläche eine Ähnlichkeit zu der viruserkennenden Oberfläche der ursprünglichen Virus-Antikörper auf und erkennen deshalb ebenfalls das Virus (aktive Immunisierung ohne Gefahr, eine Virusinfektion auszulösen).
Eine in der modernen Biologie häufig verwendetes Verfahren zur Mengenbestimmung von Stoffen, die als Antigene wirksam werden können, beruht ebenfalls auf der Anwendung monoklonaler Antikörper. Man bindet diese an einen Festkörper und läßt dann das Antigen einwirken. Außerdem werden gleichartige Antikörper-Moleküle mit einem Enzym verknüpft, dessen Reaktion leicht meßbar ist. Diese an das Enzym gekoppelte Antikörper läßt man mit dem am Festkörper gebundenen Antiköerper-Antigen-Komplex reagieren. Eine Reaktion erfolgt mir dort, wo das Antigen gebunden ist. Nun wird das Substrat des Enzyms zugesetzt und die Intensität der Enzymreaktion bestimmt; sie ist das Maß für die Menge gebundenen Antigens.