O Embrião do Projeto Enciclopédia

Radioimunoensaio (RIA) é uma técnica em que os pesquisadores utilizam isótopos radioativos como rastreáveis tags para quantificar bioquímicos específicos de substâncias a partir de amostras de sangue. Rosalyn Yalow e Solomon Berson desenvolveram o método na década de 1950 enquanto trabalhavam no Bronx Veterans Administration (VA) Hospital em Nova Iorque, Nova Iorque. RIA requer pequenas amostras de sangue, mas é extremamente sensível a pequenas quantidades de moléculas biológicas dentro da amostra. O uso da RIA melhorou a precisão de muitos tipos de diagnósticos médicos, e influenciou a pesquisa hormonal e imunológica em todo o mundo. Antes da RIA ser desenvolvida, outros métodos que detectaram ou mediram pequenas concentrações de substâncias bioquímicas exigiam grandes amostras de sangue—muitas vezes demasiado grandes para os investigadores recolherem. Com o desenvolvimento da RIA, os pesquisadores poderiam usar uma única gota de sangue para detectar e medir a concentração de algumas substâncias bioquímicas. Em 1970, os médicos usaram RIA para medir hormônios folículos estimulantes e luteinizantes para diagnosticar e tratar a infertilidade em mulheres. Outros desenvolvimentos levaram a programas de triagem neonatal para hipotiroidismo.Berson, um médico de Medicina Interna, e Yalow, um físico nuclear, começaram a trabalhar juntos em 1950 no laboratório do serviço de radioisótopos, mais tarde chamado de Solomon A. Berson Research Laboratory no Bronx VA Hospital. A pesquisa de Berson e Yalow focou-se na medicina nuclear e eles planejaram desenvolver aplicações médicas para isótopos radioativos, especialmente para a insulina. No início de seu trabalho no serviço de radioisótopos, Berson e Yalow usaram a RIA para medir o volume de glóbulos vermelhos (RBC) em circulação dentro do corpo humano. Eles injetaram indivíduos humanos com um soro contendo etiquetas radioativas que se ligam a estruturas específicas-iodo radioativo ligado à albumina, uma proteína encontrada no sangue; e potássio radioativo ou fósforo ligado a RBC. Berson e Yalow mediram o número de RBC com etiquetas radioactivas e validaram o seu cálculo baseado em RIA de RBC com a razão células sanguíneas / plasma, ou hematócrito, medido a partir de sangue recolhido. Este passo permitiu que Berson e Yalow verificassem seus métodos. Eles então se concentraram em substâncias que nunca tinham sido medidas em seres humanos vivos.

Berson e Yalow desenvolveram inicialmente o método RIA para medir a insulina—uma pequena hormona peptídica necessária para metabolizar hidratos de carbono e gorduras—que está geralmente presente em baixas concentrações no corpo humano. Quando os corpos lutam para produzir ou responder à insulina, esses corpos exibem diabetes. Embora os médicos tenham tratado a diabetes com insulina de origem animal desde a década de 1920, pesquisadores em 1950 ainda trabalharam para desenvolver testes para detectar os níveis de insulina no sangue para identificar as causas da doença e os efeitos colaterais do tratamento.

Berson e Yalow tiveram de refinar a sensibilidade do seu método de rotulagem radioactiva para estudar a insulina no organismo. Eles descobriram que o corpo humano respondeu à carne de bovino e de porco como substâncias estranhas, chamadas antigénios, e desenvolveram anticorpos para a insulina como um mecanismo defensivo. Estes anticorpos bloquearam então os locais receptores da insulina, e o bloqueio inibiu a hormona de se decompor. Nessa altura, os cientistas presumiram que a insulina era demasiado pequena para desencadear a produção de anticorpos. A descoberta de que a insulina de origem animal criou uma resposta imunitária no ser humano, descrita no artigo do Berson e do colega “metabolismo da insulina-I131 em seres humanos”: A demonstração da globulina de ligação à insulina na circulação do indivíduo tratado com insulina” permitiu aos investigadores detectar pequenas substâncias bioquímicas, tais como moléculas de insulina. Berson e Yalow reconheceram que seu método de rotulagem radioisotópica poderia ser desenvolvido para rotular e rastrear quase qualquer substância bioquímica de interesse. Em 1960 Berson e Yalow publicaram um artigo descrevendo a técnica da RIA, intitulado ” Immunoassay of Endogenous Plasma insulina in Man.”Dentro de um ano do desenvolvimento da RIA, pesquisadores expandiram sua aplicação além da medição de hormônios, usando-a para estudar organismos microscópicos, medicamentos e cancros.

os investigadores que utilizam o método RIA necessitam de um antigénio que tenha sido rotulado, ou ligado a um marcador radioactivo, e de um anticorpo específico do antigénio que se ligue ao antigénio. Para Berson e Yalow, o antigénio marcado ligava-se a insulina ao iodo radioactivo (I131), e o anticorpo era a insulinase, que é específica à insulina. Para completar a insulina RIA, os investigadores misturaram primeiro as quantidades conhecidas da insulina-I131 e da insulinase. Estas ligam-se, produzindo uma quantidade específica de complexos de insulina-I131-insulinase. Em seguida, os pesquisadores introduzem uma pequena amostra biológica, como o sangue, para a mistura e incubar a mistura para qualquer lugar de várias horas a vários dias.

durante o período de incubação, a insulina-I131 e qualquer insulina não marcada na amostra biológica encontram-se em equilíbrio, ou equilíbrio, no número de moléculas de cada uma que se ligam ao anticorpo. Quando dois ou mais antigénios, como a insulina rotulada e não marcada, competem pelo mesmo local de ligação numa molécula de anticorpos, o processo é chamado de ligação competitiva. Devido à ligação competitiva, a insulina não marcada presente na amostra biológica irá deslocar uma parte da insulina rotulada nos complexos de insulina-I131-insulinase. Os antígenos radioativamente rotulados que foram deslocados de seus complexos podem então ser removidos, e o antígeno ligado, rotulado pode ser medido com um contador de radiação. Como os antigénios marcados e não marcados entram em equilíbrio, a quantidade de insulina não marcada que não se liga será igual à insulina livre-I131. Se os pesquisadores sabem que a concentração inicial de insulina-I131 e a capacidade de ligação—a percentagem do antigen que, a qualquer momento, permanecer independente em uma solução saturada—eles podem calcular a quantidade de dependente e independente e sem rótulo da insulina a partir da amostra. Embora os métodos RIA tenham sido estabelecidos utilizando a ligação antigénio-anticorpo, os antigénios podem também ligar-se a outras proteínas, tais como a albumina, que se liga e transporta algumas hormonas no plasma sanguíneo. Pesquisadores usam agentes de ligação, como a albumina, que não são específicos da função imunológica, para aplicar este método para detectar ou medir os níveis de drogas, vírus, e outros compostos ou substâncias biológicas.

nos Estados Unidos, a pesquisa sobre aplicações de radioimunoassay proliferou. O hipotiroidismo, uma condição em que o corpo produz baixos níveis de tirotropina (TSH), pode, entre outros efeitos, prejudicar o desenvolvimento mental dos lactentes com a condição. A RIA de TSH, desenvolvido em 1965 por Robert Utiger na Washington University School of Medicine, em St. Louis, Missouri, e que de dois outros hormônios da tireóide, a tri-iodotironina e tiroxina, desenvolvido em 1971 por Inder Chopra e seus colegas da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, e o Porto Hospital Geral do condado de orange, Califórnia, permitiu médicos de rastreio e tratamento neonatal de hipotireoidismo. Durante esse tempo, Brij Saxena e colegas da Cornell University Medical College, em Nova Iorque, Nova Iorque, usaram RIA para diagnosticar infertilidade em mulheres através da medição de concentrações de hormônios folículos humanos estimulantes e luteinizantes no plasma. Recebeu o Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1977 pelo desenvolvimento da RIA. Berson não partilhou o prémio, pois morreu em 1972 e o Comité Nobel não premia póstumos. Técnicas posteriores da RIA permitiram aos pesquisadores medir várias substâncias bioquímicas simultaneamente. Para reduzir a utilização de substâncias radioactivas, os investigadores utilizaram enzimas e fluorescentes para marcar substâncias-alvo.