El ELISA, acrónimo de enzyme-linked immunosorbent assay (ensayo de inmunoadsorción ligado a enzima) nace como una respuesta a la búsqueda de una técnica inmunológica que elimine los problemas de la radioactividad empleada como marcador en las técnicas de radioinmunoensayo.
La base
En 1960 el trabajo de Yalow RS y Berson SA para medir la insulina creo un punto de inflexión en los análisis de laboratorio, creando el radioinmunoensayo (RIA, por sus siglas en inglés), que permite demostrar, a partir de la reacción antígeno-anticuerpo de la presencia de algunos de estos componentes.
La demostración mediante el marcado con un compuesto radioactivo, permitió medir sustancias con una mayor sensibilidad y de manera mucho más sencilla en el laboratorio, que muchas de las técnicas existentes para la época.
Este hito hace que Rosalyn Yalow sea acreedora del premio Nobel en fisiología (medicina) en 1972.
En 1968 la demostración de poder conjugar la enzima al antígeno para demostrar un anticuerpo, así como el conjugar la enzima al anticuerpo para demostrar al antígeno, abrió las posibilidades del uso potencial para medir prácticamente cualquier compuesto que se comporte como antígeno o desarrolle un anticuerpo.
Hecho que generó un mayor interés sobre la técnica del RIA, derivando en una gran variedad de ensayos, hasta su comercialización y semi automatización. En especial para las mediciones de serología en el banco de sangre.
El gran problema de esta magnifica técnica es la radioactividad del marcador. Que aunque se acondicionaron laboratorios para mantener una seguridad a nuestros colegas de la época, el problema del desecho radioactivo era una gran limitante. Recordemos también que ese momento la radioactividad era un tema bastante presente y percibido con gran angustia por el público en general.
El uso de iodina-125 de baja ración alfa disminuía un poco los riesgos, pero aún así la implementación del RIA era costosa y al alcance de pocos laboratorios.
La solución era entonces sería encontrar un nuevo marcador, libre de radioactividad y sus limitaciones. Para ello varios grupos se enfocaron en diversos abordajes.
La enzima como marcador
Una que resultaba particularmente improbable y hasta ridícula, era la idea de emplear una enzima, que al actuar sobre un sustrato, genera un producto que pueda ser medible con una técnica espectrofotométrica.
La principal limitante, era la factibilidad de unir la enzima al antígeno, y que además no se perturbara su reactividad frente al anticuerpo y viceversa.
Ya a finales de la década de 1970 se pudieron conjugar la enzima fosfatasa alcalina, glucosa oxidasa, entre otras. Y el grupo sueco (vinculado al ELISA) desarrolla la inmunoadsorción en celulosa o gel de sephadex del RIA.
Ya con todo esto en el ambiente, la ciencia demostró la factibilidad y con ello nos llegan dos publicaciones en el año 1971, de dos grupos distintos y sin conexión que desarrollaron técnicas basadas en la reacción antígeno anticuerpo, demostradas con una enzima, fijada en un soporte mediante la adsorción.
El grupo sueco, liderado por Peter Perlmann mide cuantitativamente la IgG, empleando la fosfatasa alcalina como conjugado. La llamaron ELISA.
Mientras que el grupo Holandés coordinado por Anton Schuurs publico una técnica que cuantifica la gonadotrofina coriónica humana en orina, empleando la peroxidasa de rábano picante. La denominaron ensayo inmunoadsorvente (EIA), patentando la idea en EEUU y Holanda, ya que pertenecían al laboratorio de investigación del fabricante Organon.
La diferencias entre enzimas las podríamos considerar como mínimas, lo relevante es la demostración del empleo de un sistema enzimático para evidenciar la reacción antígeno anticuerpo.
Este hecho promovió la investigación en esta nueva metodología, y los fabricantes de insumos para el laboratorio vieron el potencial y se adentraron aún más en la investigación del ELISA para afrecerla al público (nosotros), ya que hasta principios de 1970 eran métodos caseros (hechos en el propio laboratorio).
El ELISA llega a las masas
En 1976 la Holandesa Organon Teknika desarrolla y pone a la venta el primer kit de EIA para detectar antígenos de superficie del virus de la hepatitis B (HbsAg), en una microplaca de 96 pozos, creando así el clásico kit que vemos hoy en día.
Luego llegaron más ensayos para detectar procesos infecciosos, hormonas y poco a poco más marcadores.
A finales de 1970 y principios de 1980 el ELISA «logra igualar la exquisita sensibilidad de los RIA existentes» (Lequin RM, 2005), iniciando así la extinción de esta técnica.
En la década de 1980 se produce la automatización del ELISA por Boehringer-Mannheim y Abbott. Y a mediados de los 80 las variaciones en la configuración del ELISA se da con los ensayos tipo sándwich, y en años más recientes la amplificación con el sistema de la biotina estreptavidina.
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Sin lugar a dudas el ELISA forma parte de virtualmente todo laboratorio, los pequeños que ofrecen algunas pruebas hormonales o infecciosas, hasta los grandes que aunque la puedan tener la última tecnología y automatización, la emplean en situaciones particulares, ya que prácticamente se puede medir cualquier compuesto que se comporte como antígeno o genere una respuesta inmune en nuestro cuerpo.
Una prueba de ello fueron los primeros análisis para demostrar al SAR-CoV-2 en la más reciente pandemia, que luego dieron origen a ensayos inmunológicos más modernos y portátiles.
Saludos
Alfredo Gallardo Acevedo
20 de marzo de 2024
Bibliografía
van Weemen BK, Schuurs AHWM. Immunoassay using antigen-enzyme conjugates. FEBS Letts 1971;15;:232;:-236.
Engvall E, Perlmann P. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Quantitative assay of immunoglobulin G. Immunochemistry 1971;8;:871;:-874
Lequin RM. Enzyme immunoassay (EIA)/enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Clin Chem. 2005 Dec;51(12):2415-8. doi: 10.1373/clinchem.2005.051532. Epub 2005 Sep 22. PMID: 16179424. https://doi.org/10.1373/clinchem.2005.051532
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