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Journal of Laboratory Medicine

Official Journal of the German Society of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine

Editor-in-Chief: Schuff-Werner, Peter

Ed. by Ahmad-Nejad, Parviz / Bidlingmaier, Martin / Bietenbeck, Andreas / Conrad, Karsten / Findeisen, Peter / Fraunberger, Peter / Ghebremedhin, Beniam / Holdenrieder, Stefan / Kiehntopf, Michael / Klein, Hanns-Georg / Kohse, Klaus P. / Kratzsch, Jürgen / Luppa, Peter B. / Meyer, Alexander von / Nebe, Carl Thomas / Orth, Matthias / Röhrig-Herzog, Gabriele / Sack, Ulrich / Steimer, Werner / Weber, Thomas / Wieland, Eberhard / Winter, Christof / Zettl, Uwe K.


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ISSN
2567-9449
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Volume 38, Issue 6

Issues

Der CytoBead-Assay – Eine neue Möglichkeit der multiparametrischen Autoantikörperanalytik bei systemischen Autoimmunerkrankungen

The CytoBead assay – a novel kind of multiparametric autoantibody analysis in the diagnostics of systemic autoimmune diseases

Mandy Sowa
  • Fakultät für Naturwissenschaften, Brandenburgische Technische Universität Cottbus – Senftenberg, Senftenberg, Deutschland
  • GA Generic Assays GmbH, Dahlewitz/Berlin, Deutschland
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/ Kai Großmann / Juliane Scholz / Nadja Röber
  • Institut für Immunologie, Medizinische Fakultät der Technischen Universität Dresden, Deutschland
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/ Stefan Rödiger
  • Fakultät für Naturwissenschaften, Brandenburgische Technische Universität Cottbus – Senftenberg, Senftenberg, Deutschland
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/ Peter Schierack
  • Fakultät für Naturwissenschaften, Brandenburgische Technische Universität Cottbus – Senftenberg, Senftenberg, Deutschland
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/ Karsten Conrad
  • Institut für Immunologie, Medizinische Fakultät der Technischen Universität Dresden, Deutschland
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/ Dirk Roggenbuck
  • Fakultät für Naturwissenschaften, Brandenburgische Technische Universität Cottbus – Senftenberg, Senftenberg, Deutschland
  • GA Generic Assays GmbH, Dahlewitz/Berlin, Deutschland
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/ Rico Hiemann
  • Corresponding author
  • Fakultät für Naturwissenschaften, Brandenburgische Technische Universität Cottbus – Senftenberg, Senftenberg, Deutschland
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Published Online: 2014-12-02 | DOI: https://doi.org/10.1515/labmed-2014-0041

Zusammenfassung

Bei Verdacht auf Vorliegen einer systemischen Autoimmunerkrankung wird für die serologische Routinediagnostik ein Zwei-Stufen-Verfahren empfohlen. Zuerst werden Autoantikörpern (AAK) mittels sensitiver zellbasierter indirekter Immunfluoreszenz (IIF)-Teste bestimmt. Ein positives Ergebnis muss aufgrund der Möglichkeit von falsch-positiven Ergebnissen mit einem weiteren, spezifischen Test bestätigt werden. Dieses sukzessive Vorgehen ist notwendig, da zurzeit keine Assaytechnik die notwendigen Anforderungen an ein einstufiges Verfahren hinsichtlich Sensitivität und Spezifität erfüllt. Im Sinne einer effektiven AAK-Diagnostik kann heute schon eine simultane Bestimmung von mehreren AAK mittels multiparametrischer Bestätigungstests die Diagnosefindung im Vergleich zu konventionellen, monoparametrischen Tests wesentlich verkürzen. Jedoch erlauben die verfügbaren multiparametrischen AAK-Nachweismethoden nicht die Kombination von Screening- und Bestätigungstesten. Deshalb wurde basierend auf der digitalen Fluoreszenz mit der hier vorgestellten CytoBead Technologie ein neuer Ansatz entwickelt. Ziel war die Kombination der empfohlenen Stufendiagnostik bestehend aus sensitivem Screening und spezifischer Bestätigungsdiagnostik in einer Reaktionsumgebung und darüber hinaus die Möglichkeit der Adaption auf die serologische Diagnostik mehrerer Autoimmunerkrankungen. Durch a) die Nutzung von Standardglasobjektträgern, b) die Kombination von nativen zellulären oder Gewebesubstraten mit antigenbeladenen fluoreszierenden Mikropartikeln (Beads) in einer Reaktionsumgebung, c) die Möglichkeit der manuellen und automatischen Auswertung mittels IIF und d) die Erhebung von quantitativen Fluoreszenzmessergebnissen konnten die Nachteile der bisher bestehenden Testsysteme überwunden werden. Das neue Prinzip ist auf verschiedene multiparametrische AAK-Nachweise wie zum Beispiel die Bestimmung von antinukleären Antikörpern und AAK gegen entsprechende nukleäre und zytoplasmatische autoantigene Zielstrukturen anwendbar. Damit wurde weiterhin die Basis für die simultane AAK-Multiparameterbestimmung für die Serologie der Zöliakie und von ANCA-assoziierten systemischen Vaskulitiden geschaffen.

Abstract

If there is a suspicion of a systemic autoimmune disease, a two-step assessment of autoantibodies (AAb) is recommended for the serological diagnosis routine. First, AAb will be determined using sensitive, cell-based indirect immunofluorescence. Then, a positive result must be confirmed with a more specific test due to the possibility of false-positive results. This gradual approach is necessary because there is currently no assay technique that fulfills the requirements for a one-stage procedure for sensitivity and specificity. For effective AAb analysis, simultaneous determination of several AAb with multiparametric confirmatory assays significantly shortens serological diagnosis, compared with conventional monoparametric testing. Yet, currently available multiparametric AAb detection techniques do not offer the combination of screening and confirmatory testing. Thus, a new approach based on digital fluorescence was developed by applying a novel CytoBead technology that is presented here. The aim was to combine the recommended stepwise approach consisting of sensitive screening and confirmation of specific diagnosis in a reaction environment and beyond the possibility of adaptation to the serological diagnosis of several autoimmune diseases. Using standard microscopic glass slides and the combination of native cellular or tissue substrates with autoantigen-loaded fluorescent microparticles (beads) in a reaction environment, along with the possibility of manual and automatic evaluation by IIF and the quantitative measurement of fluorescent signals, the disadvantages of currently existing test systems could be overcome. This novel concept is applicable for the determination of various multiparametric AAb, e.g., the determination of antinuclear antibodies and the corresponding AAb in molecular cytoplasmic and nuclear autoantigenic structures. Further, this becomes the basis for the simultaneous multiparametric AAb determination for the serology of celiac disease or ANCA-associated vasculitides.

Reviewed publication

SackU.ConradK.

Schlüsselwörter: Autoantikörper; Bestätigungsdiagnostik; indirekte Immunfluoreszenz; Mikropartikel; Multiparameterdiagnostik; Screening

Keywords: Autoantibody; confirmation testing; indirect immunofluorescence; microparticle; multiparameter diagnostic; screening

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About the article

Korrespondenz: Dr. Rico Hiemann, Fakultät für Naturwissenschaften, Brandenburgische Technische Universität Cottbus – Senftenberg, Großenhainer Str. 57, 01968 Senftenberg, Deutschland, Tel.: +49-3573 85823, Fax: +49-3573 85809, E-Mail:


Received: 2014-11-01

Accepted: 2014-11-12

Published Online: 2014-12-02

Published in Print: 2014-12-01


Citation Information: LaboratoriumsMedizin, Volume 38, Issue 6, Pages 309–317, ISSN (Online) 1439-0477, ISSN (Print) 0342-3026, DOI: https://doi.org/10.1515/labmed-2014-0041.

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[1]
Daniel Kage, Linn Fischer, Katrin Hoffmann, Thomas Thiele, Uwe Schedler, and Ute Resch-Genger
The Journal of Physical Chemistry C, 2018

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