ELISA - Nachweis im Sandwich-Verfahren
Kurs KA 15 zu Besuch an der Stützpunktschule für Molekularbiologie
ELISA - was für Nicht-Biolog*innen wie ein Frauenname klingt, bezeichnet eines der immunologischen Nachweisverfahren. Der "Enzyme-Linked ImmunoSorbant Assay" bietet die Möglichkeit, Substanzen bereits in geringen Konzentrationen nachzuweisen. So können z. B. Krankheitserreger, die im Körper als sogenannte Antigene wirken, oder vom Körper als Reaktion darauf gebildete Antikörper im Blut frühzeitig nachgewiesen werden. In der Praxis wird das Verfahren unter anderem eingesetzt um HI-Viren nachzuweisen oder den Antikörpertiter nach einer Impfung zu bestimmen.
Dabei nutzt man, dass die nachzuweisende Substanzen spezifisch an bestimmte Oberflächenstrukturen binden. Gibt man dann in einem nächsten Schritt passende Antikörper hinzu, an denen ein Enzym gekoppelt ist, so können diese ebenfalls spezifisch an die nachzuweisenden Substanz binden, die wie in einem Sandwich zwischen den beiden Schichten liegt. Bei Zugabe des für das Enzym passenden Substrates, kann dieses einen Farbstoff bilden und die Substanz somit nachweisen. Je mehr Substanz gebunden hat, umso mehr enzymgekoppelte Antikörper binden daran und desto höher ist die Konzentration an Farbstoff, die gebildet wird.
Eigentlich ganz einfach - vorausgesetzt man hat nach jedem Schritt sorgfältig die nicht gebundenen Substanzen entfernt. Dass dies ganz schön aufwändig ist, konnten die Hectorianer*innen des Kurses KA 15 beim ELISA-Praktikum an der Stützpunktschule für Molekularbiologie, dem Kant-Gymnasium Karlsruhe, erfahren. Im (fiktiven) Modellexperiment untersuchten sie die Konzentrationen an HPV-Antikörpern in verschiedenen Proben, um festzustellen, ob der vorhandene Antikörpertiter noch ausreichend ist, oder nachgeimpft werden muss. Während das Binden der Proben vergleichsweise unkompliziert ist, mussten die nachfolgenden Waschschritte sehr sorgfältig durchgeführt und mehrfach wiederholt werden.
Die Impfung gegen Gebärmutterhalskrebs geht auf die Forschungsergebnisse Harald zur Hausens zurück, der für seine Erkenntnisse, dass humane Papillomviren (HPV) Gebärmutterhalskrebs auslösen können, 2008 mit dem Nobelpreis für Physiologie und Medizin ausgezeichnet wurde. In Deutschland wird die HPV-Impfung inzwischen von der Ständigen Impfkommision (STIKO) für Jungen und Mädchen zwischen 9-14 Jahren empfohlen. Bislang ist aber noch nicht bekannt, ob der Impfschutz lebenslang hält. Hierzu können Tests wie der im Praktikum als Modellexperiment durchgeführte HPV-ELISA, wichtige Daten liefern.
Die Stützpunktschulen für Molekularbiologie bieten die Möglichkeit, verschiedene molekularbiologische Experimente praktisch durchzuführen. Speziell ausgebildetete Schülermentor*innen, unterstützen die Lehrkräfte bei der Vorbereitung und Durchführung der Praktika. Wir danken den Schülermentoren Karla und Boran, sowie David Horn, Laborleiter der Stützpunktschule und der Schulleitung des Kant-Gymnasiums Karlsruhe und für ihre Unterstützung!
Fotos: A. Richert