Die Macht der Biomarker.
– Immunologische Einblicke
Oliver Schmidt und Dr Dajana Domik,
beide Produktmanager bei Tecan
Das Immunsystem ist ein komplexes Netzwerk aus Organen, Zellen, großen Molekülen und kleinen Biochemikalien, die zusammenarbeiten, um Krankheitserreger abzuwehren und uns gesund zu erhalten. Die Immunologie, der vielfältige Zweig der Medizin, der sich mit diesen Prozessen befasst, ist einer der am schnellsten wachsenden wissenschaftlichen Bereiche, was den medizinischen Nutzen aufgrund neuer Forschungsergebnisse betrifft.
Das Immunsystem
Die komplexe Natur des Immunsystems lässt sich nur schwer in wenigen Worten zusammenfassen. Jedoch kann es grob in zwei Hauptbereiche unterteilt werden: die angeborene und die adaptive Immunantwort.
Erstere ist die erste Verteidigungslinie des Körpers und bietet eine Reihe von Mechanismen für einen schnellen, unspezifischen Schutz. Dazu gehören sowohl physische Barrieren - wie die Haut und die Schleimhäute - als auch zelluläre und entzündliche Reaktionen. Das adaptive Immunsystem ist noch umfangreicher und umfasst hochspezialisierte und spezifische Abwehrmechanismen, die sich im Laufe der Zeit entwickeln. Es wird in zwei Klassen unterteilt: Antikörper- und zellvermittelte Immunreaktionen, an denen B-Zellen bzw. T-Zellen beteiligt sind. Diese Wege funktionieren jedoch nicht unabhängig voneinander, sondern arbeiten harmonisch zusammen, um unsere Gesundheit und unser Überleben zu sichern.
Biomarker – ein entscheidendes Element der modernen Medizin
Unser unermüdlicher Wunsch, diese lebenswichtigen Systeme und die komplexen Funktionen jeder Zelle und jedes Moleküls zu verstehen, hat den Weg für die Entwicklung zahlreicher Therapien sowie von Diagnose- und Prognosemarkern für viele Erkrankungen geebnet. Immunologische Biomarker sind in der klinischen Praxis weit verbreitet und bieten eine genaue, reproduzierbare und quantifizierbare Beurteilung verschiedener biologischer Prozesse. Dies kann helfen, eine Krankheit zu erkennen, bevor Symptome auftreten, sowie bei der Diagnose und Behandlung vieler Störungen unterstützen. Tecan bietet eine Reihe von Tests an, um einige der wichtigsten Biomarker im Immunsystem zu quantifizieren – und liefert detaillierte Einblicke in die Funktion des Immunsystems eines Patienten – die im Folgenden genauer besprochen werden.
HMGB1
High Mobility Group Box 1 (HMGB1) ist ein grundlegender Vermittler der Immunreaktion, und erhöhte Spiegel können ein wichtiger Indikator für verschiedene Erkrankungen sein, von Sepsis und Krebs bis hin zu Arthritis und Schlaganfall1 Es ist eines der häufigsten Kernproteine in den meisten Zellen, wo es die Chromosomenstruktur stabilisiert und eine zentrale Rolle bei der Kontrolle der Genexpression spielt. Es ist jedoch seine extrazelluläre Aktivität, die Forscher seit Jahrzehnten fasziniert. Bei Zellstress kann HMGB1 modifiziert und in das Zytosol verlagert werden, um dann in den extrazellulären Raum sezerniert zu werden, wo es als Alarmsignal - bekannt als „Damage-associated molecular pattern“ (DAMP) - fungiert, um kritische Prozesse des angeborenen Immunsystems auszulösen. Dies macht es zu einem wertvollen Biomarker und zu einem attraktiven Ziel für viele Therapien.
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HMGB1 Express ELISA
Tecans HMGB1 Express ELISA ist in Europa für die quantitative Bestimmung von HMGB1 in Humanserum und -plasma CE-gekennzeichnet. Meinungsführer betrachten ihn weithin als den Goldstandard auf diesem Gebiet2 und sein Vorgängermodell wurde in mehr als 1.400 Publikationen zitiert.
Neopterin
Neopterin ist ein Molekül, das von Makrophagen nach Interferon-γ-Stimulation synthetisiert wird, das von T-Zellen bei der Aktivierung freigesetzt wird. Es gilt als universeller Biomarker, wobei erhöhte Werte im Blut oder Urin eines Patienten mit einer zellulären Immunreaktion vor dem Einsetzen einer Antikörperreaktion einhergehen. Als solcher könnte er Ärzten helfen, die mögliche Ursache von Symptomen früher einzugrenzen, da erhöhte Werte mit der Schwere der Erkrankung korrelieren. Seine entscheidende Rolle bei Immunreaktionen macht es zu einem äußerst wichtigen Biomarker, der mit einer Reihe von Erkrankungen in Verbindung gebracht wird, darunter virale und bakterielle Infektionen, Abstoßungen von Transplantaten, Autoimmunerkrankungen und Sarkoidose3.
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Neopterin ELISA
Als universeller Biomarker könnte Neopterin ein wichtiges Instrument sein, um potenzielle Ursachen von Symptomen einzugrenzen und sicherzustellen, dass Blut- oder Urinproben frei von Krankheitserregern sind, was zu einer fundierteren klinischen Entscheidungsfindung führt. Zu diesem Zweck ist der Neopterin ELISA von Tecan für die quantitative Bestimmung von Neopterin in Humanserum, Plasma und Urin konzipiert.
sIL-2R
Interleukin-2 (IL-2) ist ein Zytokin und wichtiges Signalmolekül im menschlichen Immunsystem, das die Aktivitäten der für die Immunität zuständigen weißen Blutkörperchen reguliert. Es wird in erster Linie von Antigen-stimulierten CD4+ T-Zellen produziert, die bei Aktivierung die lösliche Form des Interleukin-2-Rezeptors (sIL-2R) freisetzen. Dies führt zu erhöhten Konzentrationen von sIL-2R im Serum oder Plasma von Patienten, die an einer Reihe von Krankheiten leiden, was es zu einem äußerst nützlichen Instrument für Kliniker zur Beurteilung der Immunantwort macht.
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sIL-2R 4
Mit dem soluble Interleukin-2-Receptor ELISA von Tecan lässt sich der menschliche lösliche sIL-2R in Serum und Plasma quantifizieren. Dieser Testkit wird mit gebrauchsfertigen Reagenzien geliefert und kann schnell durchgeführt werden, um die Forschung auf diesem sich ständig weiterentwickelnden Gebiet zu beschleunigen.
Zusammenfassung
Diese Tests, wie die Mehrheit des Tecan-Spezialdiagnostiksortiments, können manuell für kleinere Operationen oder wissenschaftliche Forschungszwecke verwendet oder auf Plattformen automatisiert werden, wie zum Beispiel Tecans Freedom EVOlyzer®, für Labors mit hohem Durchsatz. Sie sind Teil von Tecans umfassenderen Immunologie-Portfolio, das Tests zur Untersuchung sowohl der angeborenen als auch der adaptiven Immunantwort umfasst und detaillierte Einblicke in die Immunfunktion bietet.
Weitere Informationen
Unser gesamtes Immunologie-Portfolio finden Sie unter
www.ibl-international.com/immunologie-cytokine
Die Produktverfügbarkeit und der regulatorische Status können in Regionen ausserhalb der EU je nach lokaler länderspezifischer Registrierung variieren. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Ihren Tecan-Mitarbeiter.
*Automatisierungsprotokoll für die Validierung auf Anfrage erhältlich
References
- Kang R. et al. HMGB1 in health and disease. Mol Aspects Med 2014;40:1-116. doi: 10.1016/j.mam.2014.05.001.
- Brück E. et al. Plasma HMGB1 levels and physical performance in ICU survivors. Acta Anaesthesiol Scand. 2021;65(7):921-927. doi:10.1111/aas.13815.
- Damoiseaux J. The IL-2 - IL-2 receptor pathway in health and disease: The role of the soluble IL-2 receptor. Clin Immunol. 2020;218:108515. doi:10.1016/j.clim.2020.108515.