Immunhistochemie

Wesen und Anwendungsbereiche

Die Immunhistochemie (IHC), auch Immunhistologie genannt, ist eine Methode aus Biologie und Medizin. Mit markierten Antikörpern werden Proteine oder andere Strukturen in Geweben und Zellen sichtbar gemacht. Sind die Antikörper mit Fluoreszenzfarbstoffen markiert, heißt das Verfahren Immunfluoreszenz.

Die Methode zeigt, ob ein bestimmtes Protein in einem Gewebe vorhanden ist und in welchem Zellkompartiment es liegt. Transkriptionsfaktoren, die im Zellkern vorkommen, werden beispielsweise nur dort angefärbt; membranständige Proteine erscheinen nur in Teilen der Zellmembran. Das Signal soll somit den Ort des gesuchten Proteins möglichst genau wiedergeben.

Untersucht wird fixiertes Material. Dazu gehören vollständige Tiere oder Embryonen, etwa Embryonen des Zebrabärblings oder von Drosophila melanogaster, ebenso wie Gewebeschnitte. Ein Beispiel sind Mikrotomschnitte von Organen der Maus oder des Menschen. Auch Zellen aus Körperflüssigkeiten und Punktaten können nach dem Aufbringen durch Zentrifugation auf einen Objektträger untersucht werden. Gleiches gilt für Zellen, die in der Zellkulturtechnik auf einem Objektträger gewachsen sind. Bei einem Embryo von Drosophila melanogaster kann eine Antikörperfärbung beispielsweise ein unbekanntes Antigen im Lumen des Tracheensystems sichtbar machen.

In der medizinischen Histologie wird IHC vor allem zur Identifikation und Klassifizierung von Tumorzellen eingesetzt, die bestimmte Antigene exprimieren. Dadurch lassen sich Tumoren unterscheiden, die morphologisch gleich aussehen, sich aber in ihrem Wachstums- oder Absiedelungsverhalten, ihrer Aggressivität, ihrer Bildung von Metastasen oder ihrer Therapieantwort unterscheiden. Neuere Forschungen verbinden bestimmte Zelleigenschaften direkt mit der Wirksamkeit therapeutischer Moleküle. Ein Beispiel ist die zielgerichtete Therapie (targeted therapy) mit Herceptin bei bestimmten Brustkrebsformen. Außerdem wird intensiv an „Tumorantikörpern“ geforscht, die direkt gegen Krebszellen gerichtet sind.

Prinzip der immunhistochemischen Färbung

Der Nachweis beruht auf der Antigen-Antikörper-Reaktion. Antikörper besitzen eine Affinität zu einer bestimmten Gewebeeigenschaft, dem Epitop. Ein Epitop ist dabei der Bereich eines Antigens, an den der Antikörper bindet. Im Idealfall entsteht eine spezifische und starke Bindung zwischen Antikörper und Epitop.

Der Antikörper ist mit einem Detektionssystem verbunden. Dieses macht sichtbar, ob und wo der Antikörper im Präparat vorhanden ist. Unterschiedliche Detektionssysteme können Signale verstärken, sodass auch geringe Mengen eines Epitops nachweisbar werden. Ziel ist ein ausreichend starkes Signal genau am Ort des Epitops und möglichst nur dort.

Bei der Durchführung können verschiedene Probleme auftreten. Dazu gehören unspezifische Färbungen, bei denen auch nicht gesuchte Strukturen ein Signal zeigen, sowie Artefakte aus dem Gewebe. Außerdem müssen körpereigene Varianten der Reporterenzyme vollständig inaktiviert werden; gelingt dies nicht, können sie das Ergebnis verfälschen. Eine weitere Herausforderung ist die Kreuzreaktivität, bei der ein Antikörper auch an ähnliche, aber nicht ursprünglich gemeinte Strukturen bindet.