The Embryo Project Encyclopedia

Radioimmunoassay (RIA) er en teknikk der forskere bruker radioaktive isotoper som sporbare koder for å kvantifisere spesifikke biokjemiske stoffer fra blodprøver. Rosalyn Yalow og Solomon berson utviklet metoden på 1950-tallet mens de jobbet På Bronx Veterans Administration (VA) Hospital I New York City, New York. RIA krever små prøver av blod, men det er ekstremt følsomt for små mengder biologiske molekyler i prøven. Bruken av RIA forbedret nøyaktigheten av mange typer medisinske diagnoser, og det påvirket hormon-og immunforskning rundt om i verden. Før RIA ble utviklet, krevde andre metoder som oppdaget eller målt små konsentrasjoner av biokjemiske stoffer store blodprøver-ofte for store for forskere å samle inn. Med utviklingen AV RIA kunne forskere bruke en enkelt dråpe blod til å oppdage og måle konsentrasjonen av noen biokjemiske stoffer. I 1970 brukte leger RIA til å måle follikkelstimulerende og luteiniserende hormoner for å diagnostisere og behandle infertilitet hos kvinner. Videre utvikling førte til neonatal screening programmer for hypotyreose.

Berson, en doktor i internmedisin, og yalow, en kjernefysiker, begynte å jobbe sammen i 1950 i laboratoriet For Radioisotoptjeneste, senere kalt Solomon A. Berson Research Laboratory Ved Bronx VA Hospital. Berson og Yalows forskning fokuserte på nukleærmedisin, og de planla å utvikle medisinske applikasjoner for radioaktive isotoper, spesielt for insulin. Tidlig i Arbeidet ved Radioisotoptjenesten brukte Berson Og Yalow RIA til å måle volumet av røde blodlegemer (Rbc) i omløp i menneskekroppen. De injiserte mennesker med et serum som inneholder radioaktive koder som er festet til bestemte strukturer-radioaktivt jod festet til albumin, et protein som finnes i blodet; og radioaktivt kalium eller fosfor festet Til Rbc. Berson og Yalow målte antall Rbc med radioaktive koder og validerte DERES RIA-baserte beregning Av Rbc med blodcelle-til-plasma-forholdet, eller hematokrit, målt fra innsamlet blod. Dette trinnet gjorde Det mulig For Berson og Yalow å verifisere deres metoder. De fokuserte da på stoffer som aldri før hadde blitt målt i levende mennesker.

berson og Yalow utviklet opprinnelig ria-metoden for å måle insulin – et lite peptidhormon som trengs for å metabolisere karbohydrater og fett—som vanligvis er tilstede i lave konsentrasjoner i menneskekroppen. Når kroppene sliter med å produsere eller reagere på insulin, viser disse kroppene diabetes. Selv om legene hadde behandlet diabetes med animalsk avledet insulin siden 1920-tallet, jobbet forskere i 1950 fortsatt med å utvikle tester for å oppdage insulinnivåer i blodet for å identifisere årsakene til sykdommen og bivirkningene av behandlingen.

Berson og Yalow måtte avgrense følsomheten til deres radioaktive merkingsmetode for å studere insulin i kroppen. De fant at menneskekroppen reagerte på biff og svin insulin som fremmede stoffer, kalt antigener, og utviklet antistoffer for insulin som en defensiv mekanisme. Disse antistoffene blokkerte deretter reseptorstedene til insulinet, og blokkeringen hemmet hormonet fra å dekomponere. På den tiden antok forskere at insulin var for lite til å utløse antistoffproduksjon. Oppdagelsen av at animalsk avledet insulin monterte en immunrespons hos mennesker, beskrevet i berson og kollegas artikkel » Insulin-I131 Metabolisme Hos Mennesker: Demonstrasjon Av Insulinbindende Globulin I Sirkulasjonen Av Insulinbehandlet Emne, » gjorde det mulig for forskere å oppdage små biokjemiske stoffer, som for eksempel insulinmolekyler. Berson og Yalow anerkjente at deres radioisotopmerkingsmetode kunne videreutvikles for å merke og spore nesten alle biokjemiske stoffer av interesse. I 1960 publiserte Berson Og Yalow et papir som beskriver ria-teknikken, med tittelen » Immunoassay Of Endogenous Plasma Insulin In Man.»Innen et år etter utviklingen AV RIA utvidet forskerne sin anvendelse utover måling av hormoner, og brukte den til å studere mikroskopiske organismer, medisiner og kreft.

Forskere som bruker ria-metoden krever et antigen som er merket eller bundet til en radioaktiv markør, og et antigen-spesifikt antistoff som vil binde seg til antigenet. For Berson og Yalow var det merkede antigenet insulin bundet til radioaktivt jod (I131), og antistoffet var insulinase, som er insulinspesifikt. For å fullføre insulin RIA, blander forskerne først kjente mengder insulin-I131 og insulinasen. Disse binder, produserer en bestemt mengde insulin-I131-insulinase komplekser. Deretter introduserer forskere en liten biologisk prøve, for eksempel blod, til blandingen og inkuberer blandingen i alt fra flere timer til flere dager.

under inkubasjonsperioden kommer insulin-I131 og ethvert umerket insulin i den biologiske prøven til en likevekt, eller balanse, i antall molekyler av hver som er bundet til antistoffet. Når to eller flere antigener, som merket og umerket insulin, konkurrerer om det samme bindingsstedet på et antistoffmolekyl, kalles prosessen konkurransedyktig binding. På grunn av konkurransedyktig binding vil det umerkede insulinet som er tilstede i den biologiske prøven fortrenge en del av det merkede insulinet i insulin-I131-insulinasekompleksene. De radioaktivt merkede antigenene som har blitt forlagt fra deres komplekser, kan deretter fjernes, og det bundne, merkede antigenet kan måles med en strålingsteller. Fordi de merkede og umerkede antigenene kommer i likevekt, vil mengden av umerkede insulin som ikke bindes, være lik ubundet insulin-I131. Hvis forskerne kjenner startkonsentrasjonen av insulin-I131 og bindingskapasiteten-prosentandelen antigen som til enhver tid vil forbli ubundet i en mettet løsning-kan de beregne mengden bundet og ubundet umerket insulin fra prøven. Selv om ria-metoder ble etablert ved bruk av antigen-antistoffbinding, kan antigener også binde seg til andre proteiner, som albumin, som binder seg til og bærer noen hormoner i blodplasmaet. Forskere bruker bindemidler, for eksempel albumin, som ikke er spesifikke for immunfunksjon, for å anvende denne metoden for å oppdage eller måle nivåer av stoffer, virus og andre forbindelser eller biologiske stoffer.

i Usa, forskning på anvendelser av radioimmunoassay proliferated. Hypotyreose, en tilstand der kroppen produserer lave nivåer av thyrotropin (TSH), kan, blant andre effekter, svekke den mentale utviklingen av spedbarn med tilstanden. RIA FOR TSH, utviklet i 1965 Av Robert Utiger Ved Washington University School Of Medicine I St. Louis, Missouri, og den av to andre skjoldbruskhormoner, triiodothyronin og tyroksin, utviklet i 1971 av Inder Chopra og kolleger ved University Of California, Los Angeles og Harbor General Hospital i Torrance, California, gjorde det mulig for leger å skjerme for og behandle neonatal hypothyroidisme. I løpet av den tiden brukte Brij Saxena og kolleger Ved Cornell University Medical College I New York City, new York, RIA til å diagnostisere infertilitet hos kvinner ved å måle konsentrasjoner av humane follikelstimulerende og luteiniserende hormoner i plasma.

Yalow mottok Nobelprisen i Fysiologi eller Medisin i 1977 for utviklingen AV RIA. Berson delte ikke prisen, da han døde i 1972, og Nobelkomiteen deler ikke ut posthumøse priser. SENERE ria-teknikker gjorde det mulig for forskere å måle flere biokjemiske stoffer samtidig. For å redusere bruken av radioaktive stoffer brukte forskere enzymer og fluorescenter for å markere målstoffer.