Immunoélectrophorèse

Définition

L'immunoélectrophorèse est le nom générique donné à un grand nombre de méthodes biochimiques (qualitatives) pour la détection, la séparation et la caractérisation des protéines basées sur l'électrophorèse et la réaction des anticorps monoclonaux en médecine de laboratoire.

Schéma pour une immunoélectrophorèse :

L'immunoélectrophorèse fait référence à la précipitation dans de l'agar sous un champ électrique. C'est un processus d'une combinaison d'immuno-diffusion et d'électrophorèse. Un mélange d'antigènes est d'abord séparé en ses composants par électrophorèse puis testé par double immuno-diffusion.

Explications

Une immunoélectrophorèse est une identification de protéines par une séparation électrophorétique suivie d'un test sérologique. Toutes les variantes de l'immunoélectrophorèse nécessitent des immunoglobulines, des anticorps qui réagiront avec les protéines à séparer ou à caractériser. Les méthodes ont été développées et largement utilisées au cours de la seconde moitié du 20^ème siècle.

Principe

L'immunoélectrophorèse (immuno-électrophorèse) combine deux méthodes : l'électrophorèse sérique et l'immunodiffusion. Le sérum du patient (ou l'échantillon d'antigènes à examiner) et un sérum témoin sont d'abord appliqués sur un gel d'agarose, plus rarement sur un film d'acétate de cellulose, et séparés par électrophorèse. Ensuite, des antisérums, de l'acide acétique pour l'électrophorèse normale, des IgG, IgM, IgA, Kappa et Lambda sont appliqués entre les deux lignes de division. Celui-ci réagit avec les anticorps du sérum du patient ou du sérum de contrôle et forme des lignes de précipitation caractéristiques.

Selon le type d'antisérum utilisé, la position et la forme des lignes, l'immunoglobuline disponible avec les chaînes légères Kappa et Lambda peut être conclue. Si une seule bande lambda peut être observée dans l'exemple décrit, il peut y avoir soit des chaînes légères libres d'anticorps, avec les IgE et IgD plus rares, des preuves supplémentaires doivent être fournies pour déterminer de laquelle des deux immunoglobulines il s'agit. En biochimie et en biologie cellulaire, d'autres variantes adaptées aux substances étudiées sont utilisées.

Indications

La détection des anticorps monoclonaux par immunoélectrophorèse est particulièrement importante dans le diagnostic du myélome multiple ou de la maladie de Waldenstrom, mais aussi dans d'autres maladies avec dégénérescence maligne des cellules immunitaires.

Il existe plusieurs méthodes pour la réaliser.

Électrophorèse par immunodiffusion

L'électrophorèse par immunodiffusion de Pierre Grabar et Curtis Williams est une combinaison d'électrophorèse sur gel d'agarose des protéines (antigènes) et d'une diffusion de leurs anticorps. Après électrophorèse sur gel d'agarose, les anticorps introduits dans les canaux perforés diffusent contre les bandes et la forme d'antigène avec eux des feuilles de précipitation (comparables aux lignes de précipitation).

L'analyse immunoélectrophorétique est la plus classique des essais. Il est basé sur la séparation des protéines par électrophorèse, après quoi, le sérum d'anticorps est appliqué sur les protéines déjà séparées, sur le gel d'agarose, après quoi un précipité se forme après une période de diffusion adéquate, pour permettre les protéines rencontrent leurs anticorps spécifiques. L'introduction de ce test a conduit à une grande avancée dans la chimie des protéines, et de nombreuses découvertes de protéines dans les liquides et les extraits biologiques ont été faites par cette méthode : elle a permis de caractériser un grand nombre de protéines dans le sérum et il a également été possible d'établir l'existence des différentes classes d'immunoglobulines et de leurs différentes caractéristiques électrophorétiques.

Immunoélectrophorèse de fusée

L'immunoélectrophorèse des fusées selon Carl-Bertil Laurell (Université de Lund) est une électrophorèse des protéines (antigène) dans un gel d'agarose qui contient des anticorps à une certaine concentration. Le tampon dans le gel est légèrement basique de sorte que seuls les antigènes peuvent migrer, car la plupart des anticorps sont à leur point isoélectrique à un pH légèrement basique et ne peuvent donc pas se déplacer électrophorétiquement.

Au début de l'immunoélectrophorèse Rocket, il y a un excès d'antigène qui conduit à la formation de complexes antigène-anticorps solubles. Au cours de l'électrophorèse, les antigènes se lient à des anticorps supplémentaires et forment un Immunoprécipité de point d'équivalence. Celles-ci ressemblent à des figures en forme de fusée dont l'aire (hauteur) est proportionnelle à la concentration d'antigène. Pour l'évaluation, seule la quantité de précipité est mesurée.

Immunoélectrophorèse croisée

L'immunoélectrophorèse croisée, également appelée immunoélectrophorèse quantitative bidimensionnelle, diffère de la méthode précédente en ce que les protéines, après leur électrophorèse initiale, ne sont pas incubées avec des anticorps. Au lieu de cela, ils sont à nouveau soumis à une deuxième électrophorèse, cette fois dans un gel qui, en plus du tampon et de l'agarose, contient les anticorps contre la protéine d'intérêt, de sorte que c'est au cours de cette deuxième opération que les immunoprécipités se forment, de telle sorte que chaque précipité aura ses propres caractéristiques migratoires, avec lesquelles, chaque bande que nous verrons correspondra à un antigène différent, et en plus nous pourrons, en fonction de la position du précipité, connaître la quantité de protéine ainsi que la quantité d'anticorps spécifique dans le gel, de sorte qu'une quantification relative des composants puisse être effectuée.

La sensibilité de ce test est similaire à l'analyse immunoélectrophorétique conventionnelle, mais il existe de multiples variantes de la technique qui la rendent plus utile en fonction de l'objectif spécifique. Ce type d'immunoélectrophorèse a été particulièrement utilisé dans les études de protéines sérieuses et d'extraits biologiques.

Immunoélectrophorèse par affinité

L'immunoélectrophorèse par affinité est basée sur des changements dans le schéma électrophorétique des protéines en raison de leur interaction spécifique avec leurs ligands. Cette technique est utilisée pour estimer les constantes d'union. Certaines variantes de cette immunoélectrophorèse sont similaires à la chromatographie d'affinité étant donné l'utilisation de ligands immobilisés.

La structure laxiste du gel permet une liaison supplémentaire des anticorps radiomarqués pour révéler des protéines spécifiques. Cette variation a été utilisée dans l'identification des personnes allergiques par leur réaction avec les IgE.

Deux facteurs déterminent pourquoi les méthodes d'immunoélectrophorèse ne sont pas les plus utilisées. D'une part, ils nécessitent un travail intensif et une certaine expérience manuelle. De plus, ils nécessitent d'importants stocks d'anticorps polyclonaux. Aujourd'hui, l'électrophorèse sur gel est la méthode de choix pour la caractérisation des protéines, car elle est facile à réaliser, très sensible et nécessite un faible nombre d'anticorps spécifiques. De plus, les protéines sont séparées sur la base de leur poids moléculaire, ce qui n'est pas le cas en immunoélectrophorèse, bien que cette méthode reste pratique lorsque des conditions réductrices ne sont pas requises.

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