Was ist die Antigen-Antikörper-Reaktion?

Unter Antigen-Antikörper-Reaktion versteht man die spezifische Bindungsreaktion zwischen einem Antigen und dem entsprechenden Antikörper. Diese Reaktion kann sowohl innerhalb als auch außerhalb des Körpers stattfinden. Der Prozess der Antigen-Antikörper-Reaktion durchläuft eine Reihe chemischer und physikalischer Veränderungen, darunter zwei Phasen: Antigen-Antikörper-spezifische Bindung und unspezifische Aggregation sowie den Wandel vom hydrophilen zum hydrophoben Kolloid.

Reaktionsprinzip

Antikörper können entsprechende Antigene spezifisch erkennen und sich daran binden. Diese Bindung kann auch in vitro erfolgen und dieses charakteristische Antigen-Antikörper-Reaktionsmuster ist die Grundlage vieler Immunassay-Methoden. Die Wechselwirkung zwischen Antigen und Antikörper ist nichtkovalent und reversibel und ihre Eigenschaften entsprechen den Grundprinzipien vieler chemischer Reaktionen. Aufgrund der strukturellen Eigenschaften von Antikörpermolekülen und der Vielfalt der Molekülstrukturen von Antigenen ist die Antigen-Antikörper-Bindungsreaktion jedoch komplex.

Anwendung

Immunisierung von Tieren

(1) Antigen: Die Immunisierung der Tiere ist der erste Schritt bei der Herstellung des Antiserums. Die zur Immunisierung verwendeten Antigene können Viren, Bakterien oder andere Proteinantigene sein. Werden Haptene wie niedermolekulare Hormone verwendet, müssen diese an einen makromolekularen Träger gebunden sein. Die verwendete Antigenmenge variiert je nach Antigentyp und Tier. Bei Mäusen kann eine einzelne Injektion nur wenige Mikrogramm betragen, während bei Kaninchen, Schafen und sogar größeren Tieren die Menge jeder Injektion entsprechend von mehreren hundert μg/Mal bis zu mehreren mg/Mal ansteigt.

[2] Adjuvantien und Emulgierung: Adjuvantien können dazu beitragen, dass Antigene an der Injektionsstelle langsam freigesetzt werden, um den immunstimulierenden Effekt zu verstärken. Adjuvantien werden in komplette und inkomplette Adjuvantien unterteilt. Komplettes Adjuvans enthält abgetötete Mykobakterien (wie BCG) oder Corynebacterium spp. Freunds Adjuvans ist bei Reagenzienherstellern käuflich zu erwerben oder durch Mischen von Lanolin und Paraffinöl im Verhältnis 1:2–4 herzustellen. Das Adjuvans und das Antigen werden im Verhältnis 1:1 gemischt und emulgiert, um eine gleichmäßige Emulsion zu bilden. Nach dem Stehenlassen tritt keine Öl-Wasser-Trennung ein.

(3) Immunisierte Tiere: Zu den Tieren, die üblicherweise zur Herstellung von Antiserum verwendet werden, gehören Meerschweinchen, Kaninchen, Mäuse, Ratten usw. Wenn eine Massenproduktion erforderlich ist, können Schafe, Pferde usw. verwendet werden. Die Emulsionsmenge, die das Tier zur Immunisierung erhält, beträgt 1,0-2,0 ml für Mäuse und 2-4 ml für Kaninchen. Die Art der Immunisierung von Tieren mit Antigenen hängt von der Tierart, den Eigenschaften des Antigens und davon ab, ob ein Adjuvans verwendet wird. Intraperitoneale Injektion (i.p.), Muskelinjektion (i.m.), intradermale Injektion (i.d.) und subkutane Injektion (s.c.) sind für jedes Antigen geeignet. Diese Wege stimulieren hauptsächlich lokale Lymphknoten, um Immunreaktionen hervorzurufen, und können sowohl für die Primärimmunisierung als auch für Immunverstärker-Injektionen verwendet werden. Die intravenöse Injektion (iv) ist nur für lösliche Antigene und dispergierte Einzelzellsuspensionen geeignet, Adjuvantien können nicht verwendet werden. Die dadurch ausgelöste Immunantwort findet hauptsächlich in der Milz statt. Darüber hinaus können bei der Herstellung monoklonaler Antikörper auch Methoden der direkten Milzinjektion oder In-vitro-Immunisierung eingesetzt werden, was insbesondere bei Spurenmengen von Antigenen praktisch ist. In-vitro-Immunisierungsverfahren werden auch häufig bei der Herstellung menschlicher monoklonaler Antikörper eingesetzt. Bei der In-vitro-Immunisierung werden Milzzellen oder periphere Blutlymphozyten (einschließlich B-Zellen, T-Zellen und Antigen-präsentierende Zellen) mit Antigenen in vitro kultiviert und dann mit Myelomzellen fusioniert. Nach der Erstimmunisierung sind noch 2-3 Auffrischungsimmunisierungen erforderlich, um die Bildung höherer IgG-Antikörper zu gewährleisten. Der Zeitabstand zwischen zwei Immunisierungsinjektionen beträgt im Allgemeinen 3-4 Wochen, was für die meisten Tiere besser geeignet ist. Bei Kleintieren kann der Abstand 10-14 Tage betragen und bei Großtieren etwa 2 Monate. Hohe Antikörperspiegel können durch die Sammlung von Antiserum innerhalb einer Woche nach der letzten Auffrischungsinjektion erreicht werden.