Immunfixationselektrophorese

Mit einer Elektrophorese lassen sich die Proteinbestandteile des Blutserums entsprechend ihrer physikalischen Eigenschaften (Größe und elektrische Ladung) in fünf Fraktionen auftrennen. Antikörper finden sich dabei in der γ-Globulin-Fraktion. Daraus lassen sich jedoch keine qualitativen Rückschlüsse auf das Vorkommen von beispielsweise monoklonalen Antikörpern (Paraproteinämie) ableiten. Mittels Immunfixationselektrophorese kann die γ-Globulin-Fraktion dahingehend untersucht werden, welche Antikörper in welcher Menge vorliegen.

Nach der elektrophoretischen Auftrennung der Proteine im Agarosegel wird ein zweiter Träger, ein Celluloseacetatstreifen, aufgebracht. Die Streifen sind mit monospezifischen Immunseren, d.h. mit Antikörpern gegen IgG, IgA usw., getränkt. Es kommt zur Ausbildung spezifischer Antigen-Antikörper-Komplexe, die zu groß und unlöslich sind, um bei der anschließenden Reinigung aus dem Gel ausgewaschen zu werden (Immunfixation). Andere, ungebundene Immunglobuline können schnell und vollständig entfernt werden.

Durch Anfärben mit geeigneten Farbstoffen können die fixierten Immunkomplexe sichtbar gemacht werden. Deutliche, scharf abgegrenzte Banden, die nur ein Immunglobulin und eine Leichtkette in der korrespondierenden Position betreffen, sprechen für ein monoklonales, pathologisches Paraprotein.

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Neben Blutserum kann auch der Urin auf das Vorliegen von Antikörpern untersucht werden. Normalerweise sorgt die Resorptionskapazität der Niere dafür, dass sich im Urin keine Proteine befinden. Bei einer Paraproteinämie kann diese Resorptionskapazität jedoch überschritten werden, sodass es zur Proteinurie kommt.

Werden ausschließlich freie Leichtketten nachgewiesen, liegt eine isolierte Bence-Jones-Proteinurie vor, werden außerdem noch Antikörper bzw. gebundene Leichtketten nachgewiesen, handelt es sich um eine Paraproteinämie mit Bence-Jones-Proteinurie.

Im zweiten Fall müsste das Blutserum dahingehend untersucht werden, welche Paraproteinämie vorliegt.

Mit der Immunfixationselektrophorese können monoklonale Gammopathien genauer typisiert werden. Am häufigsten findet sich monoklonales IgG, seltener IgA oder IgM, sehr selten IgD oder IgE. Möglich sind auch nur freie Leichtketten κ oder λ sowie nur die Schwerketten von IgA, IgD, IgE, IgG oder IgM. Die Nachweisgrenze für Immunglobuline liegt bei ewa 20 mg Immunglobulin/l.

Beispiele für Erkrankungen mit monoklonaler Gammopathie sind das Multiple Myelom oder der Morbus Waldenström.

Da die Antikörper im Agarosegel in einer relativ dicken Schicht lokalisiert sind, kann das Anfärben und damit die Sensitivität des Nachweises nachteilig beeinflusst werden. Durch Übertragen der Antikörper nach der Elektrophorese auf eine dünnere Nitrocellulosemembran kann die Sensitivität erhöht werden.

Bei sehr kleinem Probenvolumen kann die Kapillarelektrophorese genutzt werden. Dabei wird untersucht, ob das Nativserum einen M-Gradienten zeigt. Ist dies der Fall, werden Teile des Nativserums mit spezifischen Antigenen versetzt und untersucht, bei welcher Probe der M-Gradient verschwindet.

1. Jürgen Hallbach: Klinische Chemie und Hämatologie; Thieme Verlag; 3.Auflage, 2019
2. Joachim W. Engels, Friedrich Lottspeich: Bioanalytik; Springer Spektrum; 3.Auflage, 2012