Ventajas del ELISA para el descubrimiento de fármacos fiable y acelerado
Desde su descubrimiento hace casi años, el ensayo de inmunoadsorción ligado a enzima (ELISA) se ha convertido en el método de referencia en el diagnóstico y estudio de evaluación de fármacos. Mediante el uso de un ELISA, se puede cuantificar una molécula de interés (por ejemplo, proteína, péptido u hormona) en una muestra líquida inmovilizándola en una microplaca, mediante el uso de anticuerpos específicos para unirse a esa molécula y detectando la unión particular con alta sensibilidad. La técnica ha seguido siendo popular, a pesar de la aparición de otros métodos como la citometría de flujo, debido a su especificidad y versatilidad.
Descubra el análisis detallado de cómo nuestros expertos utilizan los ensayos ELISA en su investigación, los beneficios específicos de este tipo de inmunoanálisis y qué instrucciones de investigación se han abierto mediante el uso de ELISA, y mucho más en nuestro reciente podcast:
Tres científicos expertos analizan qué hace que el ELISA destaque y cómo se puede adaptar a la escena de descubrimiento de fármacos en rápida evolución. Puntos clave de aprendizaje:
Aplicaciones ELISA en el descubrimiento y desarrollo de fármacos
Nuestros tres expertos analizan cómo utilizan los ensayos ELISA para respaldar su investigación en el descubrimiento y desarrollo de fármacos.
Eficacia de los anticuerpos terapéuticos contra las citocinas
Para Kyowa Kirin, el ELISA es un punto de control crítico para evaluar la eficacia de los anticuerpos terapéuticos contra las citocinas inflamatorias. Al medir los niveles de citocinas, como el interferón gamma, IL-8 y TNF alfa, Dey y sus colaboradores evalúan la capacidad de sus clones de anticuerpos para bloquear la producción de estas citocinas. Esto les ayuda a seleccionar los clones de anticuerpos más eficaces.
Evaluar las propiedades farmacocinéticas de los anticuerpos terapéuticos
Los ELISA también han ayudado al Dr. Miletic y a la Sra. Dey a evaluar las propiedades farmacocinéticas de los anticuerpos terapéuticos. En estos estudios, el equipo mide la presencia del anticuerpo en la sangre de un paciente en varios puntos temporales. Este proceso les ayuda a determinar la semivida de la información terapéutica que guía su selección de los clones de anticuerpos más estables.
Evaluar los niveles reducidos de p53 en células inactivadas
Molecular Devices ha demostrado el valor de una variedad de ELISA para una amplia gama de enfoques de investigación, incluidos los experimentos de eliminación de CRISPR . Un ejemplo es la eliminación del gen p53, que codifica un supresor tumoral. El uso de un ELISA para evaluar los niveles reducidos de p53 en células inactivadas demuestra la utilidad del método para obtener información sobre la función génica, lo que en última instancia podría impulsar el desarrollo de nuevos tratamientos dirigidos.
Ventajas de los ensayos ELISA en comparación con otros inmunoensayos
Los tres ejemplos anteriores demuestran la versatilidad de los ELISA, pero factores adicionales los distinguen de otros inmunoensayos.
Cathy Olsen destaca la flexibilidad y sensibilidad de los ELISA: “Las ELISA pueden ser muy sensibles y específicas. Normalmente están disponibles con diferentes lecturas, dependiendo de lo que se necesite. Los ELISA colorimétricos que utilizan la detección de absorbancia como lectura han existido durante 30 años. Aun así, también hay lecturas fluorescentes y luminiscentes que pueden ofrecerle una mejor sensibilidad y un mejor rango dinámico. Gracias a la alta sensibilidad, un ELISA puede detectar moléculas de baja abundancia en la muestra”.
Para Ana Miletic, la especificidad es un atributo crítico de los ELISA, que les permite distinguir entre proteínas estrechamente relacionadas. Dicho esto, la elección del anticuerpo es la clave. “Un ELISA solo es tan bueno como los anticuerpos utilizados en él. La columna vertebral de cualquier ensayo ELISA, lo que lo convierte en un gran ensayo, es el uso de anticuerpos particulares de alta afinidad para su diana de interés”. En otras palabras, la elección correcta de anticuerpos ayuda a garantizar la detección del analito diana y minimiza los riesgos de reactividad cruzada con moléculas similares.
Otra ventaja de ELISA es su simplicidad, con placas, pipetas para añadir muestras y lectores de placas necesarios (se puede añadir una lavadora de microplacas para facilitar la carga de trabajo). A pesar de su diseño poco exigente, los ELISA pueden proporcionar una amplia gama de lecturas. Y lo que es más importante, dado que la mayoría de los equipos son fáciles de automatizar, se puede hacer que los ELISA sean aún más accesibles y optimizados.
Soluciones de flujo de trabajo de automatización e instrumentación ELISA
Un flujo de trabajo ELISA automatizado implica varias actualizaciones a la versión manual, pero el alcance de la automatización depende en última instancia de las necesidades de rendimiento.
Los manipuladores de líquidos automatizados son muy útiles para la preparación de muestras y la adición de reactivos, mientras que los brazos robóticos pueden manejar la transferencia de placas entre diferentes secciones del sistema. La combinación de estos dos elementos significa que no es necesario pipetear manualmente los reactivos ni transportar las placas desde el banco hasta el sistema de manipulación de líquidos, la parte posterior y la lavadora y el lector de placas. Dado que el manipulador de líquidos y el brazo robótico manejan estos pasos, el investigador gana más tiempo para realizar experimentos más intensivos.
Dos componentes adicionales simplifican aún más el flujo de trabajo. Uno de ellos es el software de programación de automatización que coordina la secuencia y la línea temporal del flujo de trabajo para obtener resultados más precisos y oportunos. Los ensayos basados en células requieren un entorno estable para las células (p. ej., 37o C, 5% de CO2), y se utiliza una incubadora automatizada para mantener estas condiciones de forma constante.
Sin embargo, Cathy Olsen considera que el lector de placas es la clave del éxito en ELISA automatizado. “La calidad de los resultados depende en gran medida de la detección precisa de la señal en la placa ELISA. Cuando analiza sus datos, desea obtener resultados precisos y la cuantificación de esa proteína diana, que cae en el lector de placas”. El software de un lector de placas puede ofrecer un análisis automatizado utilizando protocolos configurados para un ensayo concreto.
El flujo de trabajo automatizado de ELISA tiene dos resultados positivos. En primer lugar, como se mencionó anteriormente, el tiempo de ausencia aumenta significativamente, lo que permite a los investigadores realizar múltiples tareas. Y lo que es más importante, puede reducir el error humano con una preparación uniforme de las muestras y un procedimiento de manipulación de líquidos bien supervisado.
Lo que el futuro depara para ELISA
Muchos científicos continúan aprovechando las potencias cualitativas y cuantitativas de los ELISA, y un informe de análisis de mercado actual predice que el mercado mundial de ELISA de investigación aumentará de 519,4 millones de dólares estadounidenses 2022 a 754,38 millones de dólares estadounidenses para 2030.
Los ELISA siguen siendo el punto de referencia para el diagnóstico mediante la detección de antígenos específicos en fluidos corporales, y los profesionales sanitarios los utilizan en diversos campos, incluidas las pruebas de VIH, las pruebas de embarazo y la detección de enfermedades infecciosas.
En la reciente pandemia de COVID-19, los ELISA han desempeñado un papel significativo en la ampliación de nuestra comprensión de los mecanismos de la enfermedad implicados al permitir la detección de anticuerpos contra la proteína de la espícula, el antígeno de la nucleocápside y otras proteínas víricas. Al medir los anticuerpos producidos en respuesta a la vacunación, los investigadores también podrían evaluar la posible eficacia de una vacuna y optimizar su formulación.
Los ELISA también pueden ayudar a dilucidar el mecanismo de funcionamiento de un fármaco. Incluso en presencia de una proteína diana, es necesario investigar cómo funciona la acción dirigida a una proteína específica. Al introducir una molécula de fármaco en diferentes tipos de células y cuantificar los niveles de proteínas diana en estas células, los investigadores pueden deducir el impacto del fármaco en varios procesos celulares.
El trabajo futuro debe centrarse en abordar algunas de las limitaciones de ELISA para ampliar su potencial. Una de las áreas clave es aumentar la sensibilidad para detectar con precisión niveles bajos de antígenos en una muestra, lo que se puede lograr mediante técnicas de amplificación de señales. Además, la optimización de los agentes bloqueadores puede reducir el ruido de fondo y evitar la unión de anticuerpos inespecífica o la reactividad cruzada con antígenos similares. Por último, la adición de multiplexación es una mejora que permite la cuantificación simultánea de múltiples proteínas, péptidos y moléculas pequeñas en la muestra.
Analice su solución ELISA automatizada
La automatización no tiene por qué ser abrumadora: hay mucha flexibilidad y opciones disponibles. Nuestras cinco celdas de trabajo listas para flujos de trabajo ELISA ofrecen soluciones de automatización que van desde capacidades de carga de placas simples hasta celdas de trabajo más avanzadas y completamente automatizadas y, lo mejor de todo, se pueden personalizar y construir con el tiempo. La automatización de ensayos basados en placas que requieren mucha mano de obra aumenta el tiempo de autonomía, el rendimiento y la reproducibilidad al reducir la necesidad de un investigador de participar en tareas comunes, repetitivas y prácticas.
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