Blitzschneller Tuberkulosetest mittels neuer PCA-Amplifikationstechnologie
Ein Viertel der Weltbevölkerung ist mit dem Tuberkuloseerreger Mycobacterium tuberculosis (TBC) infiziert. Bei etwa 10 % aller Infizierten entwickelt sich im Lauf des Lebens eine aktive bzw. offene Tuberkulose, die unbehandelt bei der Hälfte aller Fälle zum Tod führt. Die EU-weit meisten TBC-Fälle verzeichnen Osteuropa und die baltischen Staaten, aber auch in anderen Ländern wie Deutschland steigen die Zahlen. Gleichzeitig breiten sich medikamentenresistente Stämme aus, was Behandlungskosten und die Zahl der Todesfälle in die Höhe treibt. Dies macht dringend neue Schnelltesttechnologien erforderlich, um TBC-Infizierte aufzufinden. Ziel des EU-finanzierten Projekts PITBUL war daher die Demonstration eines klinischen PCR-Schnelltests (Polymerasekettenreaktion), der mit einer neuen Amplifikationstechnologie bzw. pulsgesteuerte Amplifikation (PCA) arbeitet. „Nur TBC-Schnelltests können die Ausbreitung des TBC-Erregers über Infizierte verhindern und damit die globale Tuberkulosekontrollstrategie End TB Strategy der Weltgesundheitsorganisation WHO unterstützen“, erklärt Joachim Stehr, Projektkoordinator von PITBUL.
PCR-Schnelltest
PCR-Tests haben sich weltweit als Methode zum Nachweis von Krankheitserregern etabliert, vor allem im Zuge der COVID-19-Pandemie. Sie beruhen auf der Amplifikation (Vervielfältigung) spezifischer Gensequenzen (RNA oder DNA) von Pathogenen mittels wiederholter Temperaturzyklen, die in der Regel zwischen 55 °C und 95 °C betragen. Das Unternehmen GNA Biosolutions entwickelte nun eine neue Technik zur Verkürzung dieser Zyklen, bei der mit kurzen, aber intensiven elektrischen Impulsen nicht die gesamte Reaktionslösung erhitzt und abgekühlt wird, sondern nur eine sehr kleine Teilmenge (weniger als 1 %). „Durch kombinierte lokale Erwärmung und lokale Reaktion kann der Energieaufwand für die Temperaturzyklen gesenkt werden, sodass schneller aussagefähige PCR-Ergebnisse vorliegen“, erklärt Stehr, der auch Mitbegründer von GNA Biosolutions in Deutschland ist. So entwickelten Stehr und sein Team einen zuverlässigen PoC-Schnelltest (patientennahen Test), der sich durch eine Sensitivität und Spezifität von jeweils mehr als 95 % auszeichnet. Mit einer Auswertungszeit von nur 25 Minuten liegen genaue und zuverlässige Testergebnisse noch am selben Tag vor, während herkömmliche TBC-Tests mehrere Stunden dauern können. „Positive Testergebnisse zeigen sich sogar schon nach drei Minuten Amplifikationszeit“, erklärt Stehr.
Bessere Schnelltests im Kampf gegen COVID-19
Während der Schwerpunkt bei PITBUL in erster Linie auf offenen TBC-Erkrankungen lag, könnte die Technologie auch die Testung auf Krankenhauskeime wie MRSA oder auch SARS-CoV-2 in der COVID-19-Pandemie drastisch beschleunigen. GNA Biosolutions entwickelt derzeit einen manuellen PCA-Test für COVID-19, der bereits auf den Ergebnissen und Daten von PITBUL beruht.
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