Les proves serològiques són una sèrie de tests la finalitat dels quals és de detectar i quantificar la presència d’anticossos específics en la sang. Aquestes proves es realitzen separant prèviament les cèl·lules sanguínies i enfrontant el sèrum així obtingut —d’aquí la denominació de proves serològiques— amb diversos tipus d’antígens, que s’obtenen amb diversos procediments de laboratori.
Les proves serològiques es basen en l’afinitat específica que hi ha entre els anticossos que l’organisme elabora —després d’entrar en contacte amb un antigen determinat d’un microorganisme— i aquest antigen —que s’obté per procediments de laboratori—. Si el resultat d’aquestes proves és positiu, és a dir, si la mostra de sèrum efectivament conté els anticossos que es volen detectar, aquests es fixen als antígens corresponents tot formant complexos anti-genanticòs que són fàcils d’observar i de quantificar amb diverses tècniques de laboratori.
Després del contacte inicial amb un microorganisme determinat, l’organisme elabora certa quantitat d’anticossos, el nombre dels quals s’eleva progressivament en el transcurs de la malaltia infecciosa, tot atenyent el seu punt màxim durant la convalescència. Posteriorment, la concentració d’aquests anticossos es redueix i queda estabilitzada en nivells mínims, per bé que generalment són detectables i només s’eleven bruscament quan es presenten reinfeccions, és a dir, quan l’organisme és infectat novament pel microorganisme en qüestió.
El fet que una determinada prova serològica doni un resultat positiu implica que l’organisme ha entrat en contacte prèviament amb un microorganisme específic, però no indica necessàriament que sigui recent. Per a poder estar-ne segurs, en general cal realitzar si més no dues vegades certa prova serològica comparant els resultats obtinguts en ambdues ocasions. Així, en general, les proves serològiques se sol·liciten en les primeres fases de la malaltia infecciosa, quan el títol o la concentració d’anticossos és lleument elevat, i després d’unes dues o tres setmanes, quan la concentració d’aquests anticossos ha d’ésser com a mínim quatre vegades superior a l’anterior perquè hom pugui afirmar que efectivament el pacient ha patit recentment la infecció. En els darrers anys, però, s’han introduït algunes tècniques de laboratori més sofisticades, gràcies a les quals és possible de detectar en la sang la presència i la concentració d’un tipus d’anticòs anomenat immunoglobulina M o IgM, que es produeix ràpidament i en nombre elevat després del primer contacte de l’organisme amb un antigen determinat; la seva detecció i quantificació, durant les primeres fases d’una malaltia infecciosa, pot, per si mateixa, ésser suficient per a establir-ne la diagnosi etiològica.
Actualment hi ha nombrosos tipus de procediments o proves per a la detecció d’anticossos en la sang. Els més importants són les anomenades proves de precipitació, les d’aglutinació, les de fixació de complement, les de neutralització i les proves amb reactius especials.
En les proves de precipitació la mostra de sèrum i la solució que conté els antígens es col·loquen separadament en la superfície d’un medi gelatinós. Si la mostra de sèrum conté els anticossos que hom intenta de detectar, aquests s’adhereixen als seus respectius antígens formant unes tires o franges de precipitat, observables directament, d’un nombre i un gruix proporcional a la concentració d’anticossos en la mostra de sang. Les proves serològiques de precipitació es poden realitzar per immunodifusió simple o radial, per immunodifusió doble, per immunoelectroforesi i per contraimmunoelectroforesi. En les anomenades proves per immunodifusió, els antígens s’aproximen als anticossos espontàniament, ja sigui formant anells concèntrics al voltant dels anticossos, com s’esdevé en les proves per immunodifusió simple o radial, o bé formant franges a meitat del trajecte, com és el cas de les proves per immunodifusió doble. En canvi, en les anomenades proves per immunoelectroforesi i contraimmunoelectroforesi, la trobada entre els antígens i els anticossos s’afavoreix sotmetent aquests elements a un camp magnètic.
En les proves per aglutinació, la mostra de sèrum es col·loca en un tub d’assaig, on s’introdueix igualment la solució que conté els antígens. Si efectivament la mostra de sèrum conté els anticossos que hom vol detectar, aquests s’adhereixen als seus antígens respectius tot formant uns agregats que augmenten progressivament de mida i que tendeixen a sedimentar-se al fons del tub d’assaig. Així, l’alçada d’aquest sediment és proporcional a la concentració d’anticossos en la mostra de sang.
En les proves de fixació de complement, a la mostra de sèrum s’afegeixen, a més d’antígens, una sèrie de proteïnes pertanyents al sistema de complement —elements del sistema immune que actuen en la resposta defensiva— i d’altres substàncies pertanyents a un sistema indicador que serveix per a evidenciar les reaccions que es produeixen dins el tub d’assaig, i que es compon de glòbuls vermells de bé i anticossos antiglòbuls vermells també de bé. Les proves de fixació de complement es realitzen en tres fases. En la primera s’introdueixen la mostra de sèrum i la solució que conté els antígens en un tub d’assaig. Si la mostra de sèrum conté els anticossos que hom intenta de detectar, aquests s’adhereixen als seus antígens respectius formant complexos antigen-anticòs. En una segona fase, hom afegeix les proteïnes del sistema de complement al tub d’assaig. Si prèviament s’han format els compostos antigen-anticòs, el complement s’adhereix a aquests compostos. Si, al contrari, la mostra de sèrum no conté aquests anticossos, el complement roman lliure a l’interior del tub d’assaig. En una tercera fase s’hi afegeix el sistema indicador. Si el complement es troba adherit als complexos antigen-anticòs, no es produeix cap reacció evident i el resultat de la prova es considera positiu, ja que en aquests casos la mostra de sang conté els anticossos que hom intenta de detectar. Si, al contrari, el complement es troba lliure al tub d’assaig, en introduir-hi el sistema indicador, el mateix complement facilita i fixa la trobada entre els glòbuls vermells i els anticossos antiglòbuls vermells de bé, i es produeix una destrucció d’aquests glòbuls vermells, observable directament. Quan aquest procés s’esdevé, el resultat de la prova s’interpreta negativament, perquè en aquests casos la mostra de sang no conté els anticossos que hom pretén de detectar.
Les proves de neutralització es fonamenten en la capacitat que tenen els anticossos de blocar o neutralitzar els antígens contra els quals han estat concebuts i, per tant, de neutralitzar l’efecte tòxic o ineficaç dels microorganismes. Les proves de neutralització s’efectuen en dues fases. En una primera fase s’introdueixen la mostra de sèrum i la solució que conté els antígens —en general toxines bacterianes o virus vius— en un tub d’assaig. En una segona fase, aquests antígens es filtren de la preparació i s’introdueixen en un medi que conté teixits o cèl·lules vives amb les quals presenten afinitat. Si aquests teixits experimenten lesions observables a ull nu, com per exemple una destrucció de glòbuls vermells, el resultat de la prova es considera negatiu, ja que en aquests casos la mostra de sang no conté els anticossos específics que neutralitzen els antígens. Al contrari, si aquests teixits no experimenten modificacions evidenciables directament, el resultat de la prova es considera positiu, ja que en aquests casos hom dedueix que els antígens han estat neutralitzats pels anticossos específics que contenia la mostra de sang.
En les proves serològiques amb reactius marcats s’empren diversos preparats o reactius adherits artificialment a elements fluorescents, radioactius o colorants. Els diversos procediments existents es basen en el fet que la unió entre antígens i anticossos és fixa i no s’altera encara que es renti la platina en què s’ha col·locat la mostra. Si l’anticòs s’ha fixat a l’antigen i es col·loca un marcador, es pot observar el complex antigen-anticòs més marcat —i aleshores es considera que la prova és positiva—, la qual cosa no s’esdevé si el complex no s’ha format per manca d’algun dels elements, i en aquest cas es dóna una reacció negativa. Segons el tipus de preparació de laboratori que s’utilitzi hi ha diverses proves serològiques amb reactius marcats. Les més importants són les proves per immunofluorescència directa o indirecta, en què s’empren elements marcats amb fluoresceïna; les proves per radioimmunoanàlisi, en què s’utilitzen isòtops radioactius, i les proves per enzimoimmunoanàlisi en què s’utilitzen enzims marcats.