23.05.2013
Hochsensitive FRET-Immunoassays zur Multiparameterdetektion in der Lungenkrebs-Frühdiagnostik
Dr. Daniel Geißler , Prof. Hans-Gerd Löhmannsröben, Universität Potsdam, Institut für Chemie, Physikalische Chemie
Dr. Stefan Stufler, Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP)
Für eine erfolgreiche Behandlung von Lungenkrebs ist sowohl eine frühzeitige Diagnose als auch eine Unterscheidung zwischen kleinzelligem Bronchialkarzinom (SCLC, small cell lung cancer) und nicht-kleinzelligem Bronchialkarzinom (NSCLC, non-small cell lung cancer) von großer Bedeutung. Eine sichere Diagnose von Lungenkrebs erfordert derzeit eine Lungenbiopsie. Da solche Eingriffe für eine standardmäßige Früherkennung nicht geeignet sind, benötigt man spezifische Serum-basierte Biomarker. Zwar existieren bereits Immunoassays für einzelne Lungenkrebs-Tumormarker in Serum, für eine einfache, selektive und sensitive Früherkennung ist jedoch die gleichzeitige Messung mehrerer Tumormarker (Multiplexing) in einer Probe notwendig.
In diesem Beitrag präsentieren wir eine optische Multiplexmethode zur sensitiven Detektion der SCLC- und NSCLC-spezifischen Tumormarker CEA, NSE, SCC, Cyfra21-1 und CA15.3 in Serum, die wir kürzlich in der Fachzeitschrift Journal of the American Chemical Society veröffentlicht haben. Das Messprinzip der homogenen Immunoassays beruht auf Förster-Resonanzenergietransfer (FRET) von lumineszenten Terbiumkomplexen auf verschiedene organische Fluoreszenzfarbstoffe. Die FRET-Partner sind dabei an unterschiedliche Antikörper (AB1 bzw. AB2) gebunden, welche mit den Tumormarkern (TM) Immunkomplexe der Form "AB1-TM-AB2" bilden. Die im Immunoassay gemessenen FRET-sensitivierten Fluoreszenzfarbstoff-Signale sind direkt proportional zur jeweiligen TM-Konzentration. Aufgrund der spektralen Überlappung der breiten Fluoreszenzfarbstoff-Emissionsbanden und des daraus resultierenden Crosstalks war FRET-Multiplexing bisher auf maximal drei Akzeptoren beschränkt. Wir haben jedoch eine Auswertemethodik entwickelt, mit welcher der Crosstalk effizient korrigiert werden kann, wodurch die sensitive Detektion der fünf Tumormarker innerhalb einer Probe möglich wird. Die erreichten Nachweisgrenzen im ng/mL-Bereich sind für eine Anwendung in der klinischen Diagnostik hervorragend geeignet. Aufgrund der allgemeinen Anwendbarkeit der Methode sind unsere FRET-Immunoassays auf eine Vielzahl anderer Biomarker übertragbar.