az Embryo Project Encyclopedia

a Radioimmunoassay (ria) egy olyan technika, amelyben a kutatók radioaktív izotópokat használnak nyomon követhető címkékként a vérmintákból származó specifikus biokémiai anyagok számszerűsítésére. Rosalyn Yalow és Solomon Berson az 1950-es években fejlesztették ki a módszert, miközben a Bronx Veterans Administration (va) kórházban dolgoztak New Yorkban. A RIA kis vérmintákat igényel, mégis rendkívül érzékeny a mintában lévő biológiai molekulák kis mennyiségére. A RIA alkalmazása számos orvosi diagnózis pontosságát javította, és világszerte befolyásolta a hormon-és immunkutatást. A RIA kifejlesztése előtt más módszerek, amelyek a biokémiai anyagok kis koncentrációját detektálták vagy mérték, nagy vérmintákat igényeltek—gyakran túl nagyok ahhoz, hogy a kutatók összegyűjtsék. A RIA kifejlesztésével a kutatók egyetlen csepp vért használhatnak egyes biokémiai anyagok koncentrációjának kimutatására és mérésére. 1970-re az orvosok RIA-t használtak a follikulus stimuláló és luteinizáló hormonok mérésére a nők meddőségének diagnosztizálására és kezelésére. A további fejlemények újszülöttkori hypothyreosis szűrési programokhoz vezettek.

Berson belgyógyász és Yalow atomfizikus 1950-ben kezdett együtt dolgozni a radioizotóp szolgálat laboratóriumában, amelyet később Solomon A. Berson Kutatólaboratóriumnak hívtak a Bronx VA kórházban. Berson és Yalow kutatásai a nukleáris orvostudományra összpontosítottak,és a radioaktív izotópok, különösen az inzulin orvosi alkalmazásának fejlesztését tervezték. A radioizotóp Szolgálatnál végzett munkájuk elején Berson és Yalow az RIA-t használta az emberi testben keringő vörösvérsejtek (vörösvértestek) mennyiségének mérésére. Az emberi alanyoknak olyan szérumot injektáltak, amely radioaktív címkéket tartalmazott, amelyek specifikus struktúrákhoz kapcsolódtak—radioaktív jódot az albuminhoz, a vérben található fehérjéhez; és radioaktív káliumot vagy foszfort a vörösvértestekhez. Berson és Yalow megmérte a radioaktív címkékkel ellátott vörösvértestek számát, és validálta a vörösvértestek RIA-alapú kiszámítását a vérsejt / plazma Arány, vagy hematokrit, az összegyűjtött vérből mérve. Ez a lépés lehetővé tette Berson és Yalow számára, hogy ellenőrizzék módszereiket. Ezután olyan anyagokra összpontosítottak, amelyeket még soha nem mértek élő emberekben.

Berson és Yalow kezdetben kifejlesztették a RIA módszert az inzulin mérésére—egy kis peptid hormon, amely a szénhidrátok és zsírok metabolizálásához szükséges—, amely általában alacsony koncentrációban van jelen az emberi szervezetben. Amikor a testek küzdenek az inzulin előállításáért vagy az inzulinra való reagálásért, ezek a testek cukorbetegséget mutatnak. Bár az orvosok az 1920-as évek óta kezelték a cukorbetegséget állati eredetű inzulinnal, a kutatók az 1950-es években még mindig azon dolgoztak, hogy olyan teszteket dolgozzanak ki, amelyek kimutatják a vér inzulinszintjét, hogy azonosítsák a betegség okait és a kezelés mellékhatásait.

Bersonnak és Yalownak finomítaniuk kellett radioaktív jelölési módszerük érzékenységét, hogy tanulmányozzák az inzulint a szervezetben. Megállapították, hogy az emberi test idegen anyagként, antigéneknek nevezett módon reagált a marha-és sertésinzulinra, és védekező mechanizmusként antitesteket fejlesztett ki az inzulin számára. Ezek az antitestek ezután blokkolták az inzulin receptorhelyeit, az elzáródás pedig gátolta a hormon bomlását. Abban az időben a tudósok feltételezték, hogy az inzulin túl kicsi ahhoz, hogy kiváltsa az antitest termelést. Az a felfedezés, hogy az állati eredetű inzulin immunválaszt váltott ki az emberekben, Berson és kollégája “inzulin-I131 metabolizmus emberi alanyokban” című cikkében írta le: Az Inzulinkötő Globulin bemutatása az inzulinnal kezelt alany keringésében ” lehetővé tette a kutatók számára, hogy kis biokémiai anyagokat, például inzulin molekulákat észleljenek. Berson és Yalow felismerték, hogy radioizotópos címkézési módszerüket tovább lehet fejleszteni szinte bármilyen érdekes biokémiai anyag címkézésére és nyomon követésére. 1960-ban Berson és Yalow publikáltak egy tanulmányt a RIA technikáról “endogén Plazma inzulin immunoassay In Man” címmel.”A RIA kifejlesztését követő egy éven belül a kutatók kiterjesztették alkalmazását a hormonok mérésén túl, mikroszkopikus organizmusok, gyógyszerek és rákok tanulmányozására.

A Ria módszert alkalmazó kutatóknak olyan antigénre van szükségük, amelyet radioaktív markerhez jelöltek vagy kötöttek, valamint egy antigén-specifikus antitestre, amely kötődik az antigénhez. Berson és Yalow esetében a jelzett antigén a radioaktív jódhoz (I131) kötött inzulin volt, az antitest pedig az inzulin-specifikus inzulináz. Az inzulin ria befejezéséhez a kutatók először az inzulin-I131 és az inzulináz ismert mennyiségét keverik össze. Ezek kötődnek, specifikus mennyiségű inzulin-I131-inzulináz komplexet termelnek. Ezután a kutatók egy kis biológiai mintát, például vért vezetnek be a keverékbe, és több órától több napig inkubálják a keveréket.

az inkubációs periódus alatt az inzulin-I131 és a biológiai mintában lévő bármely jelöletlen inzulin egyensúlyba vagy egyensúlyba kerül az antitesthez kötődő molekulák számában. Amikor két vagy több antigén, mint például a címkézett és a címkézetlen inzulin, ugyanazon kötőhelyért versenyeznek egy antitestmolekulán, a folyamatot kompetitív kötődésnek nevezzük. A Kompetitív kötődés miatt a biológiai mintában jelen lévő jelöletlen inzulin kiszorítja a jelölt inzulin egy részét az inzulin-I131-inzulináz komplexekben. A radioaktívan jelölt antigéneket, amelyeket rosszul helyeztek el komplexeikből, ezután eltávolíthatjuk, és a kötött, címkézett antigént sugárzási számlálóval mérhetjük. Mivel a címkézett és címkézetlen antigének egyensúlyba kerülnek, a címkézetlen inzulin mennyisége, amely nem kötődik, megegyezik a nem kötött inzulin-I131 mennyiségével. Ha a kutatók ismerik az inzulin kiindulási koncentrációját-az I131—et és a kötési kapacitást—az antigén százalékos arányát, amely bármikor nem kötődik telített oldathoz-kiszámíthatják a kötött és nem kötött, címkézetlen inzulin mennyiségét a mintából. Bár a RIA módszereket antigén-antitest kötéssel hozták létre, az antigének más fehérjékhez is kötődhetnek, mint például az albumin, amely kötődik és hordoz bizonyos hormonokat a vérplazmában. A kutatók olyan kötőanyagokat használnak, mint például az albumin, amelyek nem specifikusak az immunfunkcióra, hogy ezt a módszert alkalmazzák a gyógyszerek, vírusok és más vegyületek vagy biológiai anyagok szintjének kimutatására vagy mérésére.

az Egyesült Államokban a radioimmunoassay alkalmazásával kapcsolatos kutatások elterjedtek. A hypothyreosis, egy olyan állapot, amelyben a szervezet alacsony tirotropinszintet (TSH) termel, többek között károsíthatja a csecsemők mentális fejlődését. A RIA TSH, amelyet 1965-ben Robert Utiger fejlesztett ki a Washington University School of Medicine-ben St. Louis-ban, Missouri-ban, és két másik pajzsmirigyhormon, a trijódtironin és a tiroxin, amelyet 1971-ben fejlesztettek ki Inder Chopra és munkatársai a Kaliforniai Egyetemen, Los Angelesben és a kaliforniai Torrance-i Harbor General Hospital-ban, lehetővé tette az orvosok számára az újszülött hypothyreosis szűrését és kezelését. Ez idő alatt Brij Saxena és kollégái Cornell University Medical College New York City, New York, használt ria diagnosztizálni meddőség nőknél koncentrációjának mérésével az emberi follikulus stimuláló és luteinizáló hormonok a plazmában.

Yalow 1977-ben megkapta a fiziológiai vagy orvostudományi Nobel-díjat a RIA fejlesztéséért. Berson nem osztotta meg a díjat, mivel 1972-ben halt meg, és a Nobel-bizottság nem ad ki posztumusz díjakat. A későbbi RIA technikák lehetővé tették a kutatók számára, hogy egyszerre több biokémiai anyagot mérjenek. A radioaktív anyagok használatának csökkentése érdekében a kutatók enzimeket és fluoreszcenseket használtak a célanyagok megjelölésére.