• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Broń biologiczna do wykrycia w produktach spożywczych

    30.09.2009. 12:11
    opublikowane przez: Piotr aewski-Banaszak

    Przeciwciała, skierowane przeciwko różnym toksynom stosowanym jako broń biologiczna, połączone z powierzchnią magnetycznych cząstek, mogą służyć jako system informujący o zakażeniu pokarmu śmiertelnie niebezpiecznymi substancjami takimi jak: toksyna botulinowa czy rycyna. Nowo opracowany system detekcyjny umożliwia wykrycie nawet 2 nanogramów niebezpiecznej substancji zawartej w litrze analizowanej cieczy, donosi "The Analyst".

    Na początku XXI wieku, stało się jasne, iż różne ugrupowania terrorystyczne, by osiągnąć zamierzony cel, są zdolne do użycia każdego typu broni - w tym również broni biologicznej np. rycyny, czy toksyny botulinowej. Z tego względu, konieczne było opracowanie nowych, tanich oraz wydajnych metod identyfikacji toksyn w produktach spożywczych (np. mleku), gdyż według przewidywań ekspertów to właśnie produkty spożywcze stanowią najsłabsze ogniwo antyterrorystycznego systemu bezpieczeństwa.

    Naukowcy z Robert Koch-Institut oraz Charit,-Universit"tsmedizin Berlin (Niemcy) opracowali nową metodę detekcji niebezpiecznych substancji, której działanie oparte jest na - znanej od lat - interakcji odpowiednio spreparowanych przeciwciał z toksynami, jakie zawarte są w analizowanej próbce.

    Dotychczasowe metody tworzenia przeciwciał reagujących selektywnie z określonymi toksynami były czasochłonne, a przez to stosunkowo drogie. Wynika to z braku możliwości zastosowania tradycyjnych metod wytwarzania przeciwciał (czyli wprowadzania danej substancji do ciała zwierzęcia laboratoryjnego, i pozyskiwania przeciwciał z tych zwierząt), ze względu na silną toksyczność substancji - w skrócie, to co zabija ludzi, z dużym prawdopodobieństwem zabije również zwierzęta laboratoryjne. By uniknąć trudności, niemieccy naukowcy częściowo inaktywowali toksyny łącząc je z powierzchnią mikrokulek o średnicy około 3 mikrometrów i w takiej postaci wprowadzali do ciała zwierząt, które służyły do wytwarzania niezbędnych przeciwciał reagujących selektywnie z najniebezpieczniejszymi toksynami - np. rycyną czy toksyną botulinową typu A i B. Tak przygotowane przeciwciała zostały połączone z powierzchnią magnetycznych mikrosfer o wielkości 6,5 mikrometra, wykazujących dodatkowo fluorescencyjne właściwości (mikrometr to milionowa część metra). Następnie przeciwciała połączone z magnetycznymi cząstkami dodano do analizowanych próbek o objętości 0,5 mililitra oraz zaledwie 50 mikrolitrów (czyli większej kropli). Po 2 godzinnej inkubacji, magnetyczne mikrocząstki - w tym te, z których przeciwciałami połączyły się zawarte w próbce toksyny - odseparowano za pomocą pola magnetycznego od badanej próbki (np. mleka). W dalszej kolejności detekcyjne mikrocząstki poddano analizie w celu wykrycia ilości toksyn, jakie połączyły się z przeciwciałami. Do tego użyto półautomatycznego systemu, który pozwala na analizę sygnału magnetycznego oraz fluorescencyjnego detekcyjnych (magnetycznych) cząstek, których właściwości zostały zmienione przez połączone z przeciwciałami toksyny.

    Według naukowców, nowo opracowany system pozwala na wykrycie niewyobrażalnie małych ilości niezwykle niebezpiecznych substancji. Próg detekcji nowej metody określono na około 2 do 500 ng/L w zależności od analizowanej substancji. Co więcej, nowy układ pozwala na badanie tak skomplikowanych próbek, jakimi są częściowo przetworzone produkty spożywcze!

    Źródło:
    PAP - Nauka w Polsce

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Przeciwciała monoklonalne (mAb – ang. Monoclonal AntiBodies) – zbiór przeciwciał, które wykazują jednakową swoistość względem danego antygenu i ewentualnie takie samo lub podobne powinowactwo. Nazwa wywodzi się stąd, że wszystkie takie przeciwciała są otrzymywane z jednego klonu limfocytów B. Przeciwieństwem przeciwciał monoklonalnych są przeciwciała poliklonalne, czyli takie, które wiążą różne antygeny i względem tego samego antygenu wykazują różne powinowactwo. Analogicznie: surowica zawierająca przeciwciała monoklonalne to surowica monoklonalna, zaś surowica zawierająca przeciwciała poliklonalne to surowica poliklonalna. Przeciwciała cytofilne lub cytotropowe – przeciwciała, które mogą się łączyć, za pośrednictwem receptorów dla części Fc, z określonymi komórkami. Klasycznym przykładem przeciwciał cytofilnych są IgE dla bazofilów i mastocytów. Z reguły po związaniu przeciwciał komórki są aktywowane i mogą np. wydzielać różne mediatory reakcji zapalnej. Przeciwciało heteroklityczne to takie przeciwciało, które powstało w wyniku immunizacji danym antygenem, ale które wykazuje wyższe powinowactwo (patrz: przeciwciało) do innego antygenu. Ten inny antygen może być w ogóle nie spokrewniony lub jedynie słabo spokrewniony z antygenem użytym do immunizacji. Przykładowo, immunizacja zwierząt laboratoryjnych 2,4-dinitrofenolem (DNP) powoduje wytworzenie przeciwciał regujących zarówno z DNP, jak i z menadionem . Mimo że w większośći przypadków przeciwciała heteroklityczne opisano w odpowiedzi na hapteny, to znane są także przypadki przeciwciał heteroklitycznych skierowanych przeciwko białkom .

    Immunohistochemia – jest to metoda wykrywania rozmaitych substancji antygenowych w skrawkach mikroskopowych, stosowana w histopatologii i histologii. Polega na zastosowaniu przeciwciała skierowanego przeciwko poszukiwanym składnikom preparatu a następnie systemu detekcji, tworzącego barwną, nierozpuszczalną substancję, widoczną w mikroskopie. Do związków chemicznych stosowanych do lokalizacji stosowanych w tej metodzie przeciwciał należą: Antyprzeciwciałami lub antyimmunoglobulinami nazywamy takie przeciwciała, które są immunogenne względem innych przeciwciał. Wynika to z faktu, że przeciwciała będąc białkami też są immunogenne (mogą wywoływać odpowiedź immunologiczną (patrz: odpowiedź odpornościowa)). Przeciwciała obcego organizmu podane innemu, wywołują w powstawanie antyprzeciwciał, czyli antyimmunoglobulin. Dzieje się tak szczególnie w przypadku, gdy dawca i biorca przeciwciał należą do różnych gatunków. Antyprzeciwciała mogą powstać również w obrębie tego samego organizmu. Nazywamy je wtedy auto-antyprzeciwciałami. Antyprzeciwciała mogą powstać przeciwko różnym determinantom białkowym w cząsteczce immunoglobuliny (np. idiotypowym, allotypowym lub izotypowym). Największe znaczenie kliniczne mają dwie grupy przeciwciał: czynnik reumatoidalny przeciwciała antyidiotypowe

    Zmienność segmentalna – właściwość przeciwciał polegająca na możliwości zmiany kąta pomiędzy ramionami przeciwciała. Jest to o tyle istotne, że przeciwciało może w ten sposób dopasować się lepiej do antygenu, gdyż epitopy na antygenie mogą znajdować się w różnych odległościach od siebie. Taka plastyczność przeciwciał pozwala im zatem na jednoczesne związanie dwu epitopów, co często jest warunkiem koniecznym dla zajścia dalszych procesów istotnych w odporności, bowiem przeciwciało wiążące tylko jeden epitop z reguły nie jest w stanie tych mechanizmów uruchomić. Przeciwciałami o ograniczonej zmienności segmentalnej są immunoglobuliny A, co związane jest z istnieniem dodatkowego wiązania dwusiarczkowego pomiędzy łańcuchami lekkimi. Przeciwciała przeciwtarczycowe - to przeciwciała skierowane przeciwko składnikom gruczołu tarczowego, oznaczane w diagnostyce metodami radioimmunologicznymi lub immunochemicznymi.

    Antygenowość – zdolność substancji do łączenia się ze swoistymi przeciwciałami. Jeżeli antygen nie wykazuje immunogenności a wykazuje antygenowość nazywany jest haptenem. Przeciwciała z którymi może łączyć się substancja mogą być zarówno receptorami limfocytów jak i wolnymi cząstkami. Immunocytochemia – reakcja immunocytochemiczna polegająca na wykrywaniu i lokalizacji składników komórek i tkanek na zasadzie antygen-przeciwciało. Przeciwciało jest białkiem syntetyzowanym przez zwierzęta i ludzi w odpowiedzi na obecność obcej substancji zwanej antygenem. Białka te posiadają zdolność swoistego rozpoznania antygenu i wiązania się z jego determinantami (determinanta antygenowa) poprzez anty-determinantę zlokalizowaną w obrębie fragmentu Fab. Przeciwciała (zwane również immunoglobulinami) mają swoiste powinowactwo do antygenów, które wywołują ich syntezę. Białka, polisacharydy i kwasy nukleinowe są efektywnymi antygenami. Grupa rozpoznawana przez przeciwciało nazywa się determinantą antygenową lub epitopem.

    Przeciwciała przeciwko cyklicznemu cytrulinowanemu peptydowi (ang. anti-cyclic citrullinated peptide antibodies, aCCP) – przeciwciała, głównie w klasie IgG, wiążące syntetyczne cykliczne peptydy zawierające cytrulinę. Należą do grupy autoprzeciwciał występujących we krwi chorych na reumatoidalne zapalenie stawów (RZS) obok przeciwciał przeciwkeratynowych, przeciwfilagrynowych i przeciwko czynnikowi okołojądrowemu. Wszystkie te przeciwciała reagują z takimi samymi lub podobnymi epitopami zawierającymi cytrulinę. Cytrulina nie jest aminokwasem naturalnie wykorzystywanym do syntezy białek, lecz powstaje przez potranslacyjną deiminację reszt argininowych pod działaniem deiminazy peptydyloargininowej (PAD). Dużą aktywność tego enzymu stwierdza się w zapalnie zmienionej błonie maziowej stawów w przebiegu RZS. Cytrulinacja białek maziówki prowadzi do powstania autoantygenów pobudzających reakcję immunologiczną, której odzwierciedleniem jest występowanie przeciwciał aCCP we krwi.

    Surowica antyglobulinowa - jest to surowica królicza uodporniona globulinami bydlęcymi. Zawiera przeciwciała antyglobulinowe reagujące z globulinami jakimi są np. przeciwciała jednowartościowe (odczyn antyglobulinowy Coombsa). Dzięki swoim właściwościom, umożliwia wykrywanie tych przeciwciał, co jest przydatne w wykrywaniu chorób takich jak: bruceloza czy listerioza.

    Immunoglobuliny A, IgA – grupa immunoglobulin zawierających łańcuch ciężki α i biorących udział głównie w obronie błon śluzowych. Wzór domenowy łańcucha α: VH + CH1 + region zawiasowy + CH2 + CH3 + ogon (patrz: przeciwciała). IgA są immunoglobulinami wydzielanymi w największych ilościach, nawet do 9,2 g na dobę. Występują w postaci dwu klas: Przeciwciało niekompletne – przeciwciało wiążące antygen, niewywołujące jednak jego aglutynacji. Do wykrywania przeciwciał niekompletnych służy np. test BTA.

    Serokonwersja to rozwój wykrywalnych, specyficznych, skierowanych przeciw mikroorganizmom przeciwciał w surowicy krwi, powstałych na skutek zakażenia lub szczepienia. Serologia (badanie na obecność przeciwciał) jest używana do określenia obecności przeciwciał. Przed serokonwersją, badania krwi na przeciwciała są seronegatywne; po serokonwersji, badania krwi na przeciwciała są seropozytywne. Immunoglobuliny G, IgG – są prawdopodobnie najistotniejszymi przeciwciałami biorącymi udział w odpowiedzi wtórnej. Charakteryzuje je obecność łańcucha ciężkiego γ opisanego następującym wzorem domenowym (patrz:przeciwciała): VH + CH1 + region zawiasowy + CH2 + CH3, przy czym, ze względu na fakt, iż łańcuch ten występuje w czterech odmianach izotypowych, w obrębie klasy IgG można wyróżnić cztery podklasy:

    Przeciwciała wielospecyficzne – przeciwciało, które może reagować z kilkoma różnymi antygenami. Ich cechą charakterystyczną jest to, że zwykle nie mają one zbyt wysokiego powinowactwa do rozpoznawanych antygenów, co zapobiega powstaniu choroby autoimmunizacyjnej. Przeciwciała wielospecyficzne to zwykle immunoglobuliny M, co jest wynikiem tego, że IgM nie podlegają dojrzewaniu powinowactwa. Główną funkcją takich przeciwciał w organizmie jest usuwanie resztek komórek, które się rozpadły, zwykle w wyniku apoptozy.

    Dodano: 30.09.2009. 12:11  


    Najnowsze