Schnelleres und zuverlässiges Alarmsystem gegen Bioterrorismus

Über die Luft übertragene Bakterien, Viren und Pathogene in Form von Aerosolen können, wenn sie nicht rechtzeitig erkannt werden, eine erhebliche Gefahr für die öffentliche Gesundheit darstellen. Pandemien werden oft durch Aerosole dieser Art ausgelöst und sind eine besonders heimtückische Form des Bioterrorismus.

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Bioterrorismus zielt vor allem auf öffentliche Plätze wie U-Bahnen und Flughäfen ab, da dort viele Menschen zusammenkommen. Da sich Bioaerosole meist schnell ausbreiten, kann nur eine schnelle und genaue Detektion und Identifikation Leben retten. Das von der EU finanzierte Projekt TWOBIAS (Two stage rapid biological surveillance and alarm system for airborne pathogenic threats) sollte nun Sicherheitslücken schließen, um die Abwehr- und Reaktionsbereitschaft bei Angriffen mit Bioaerosolen zu verbessern. Da die zur Früherkennung von Bioaerosolen erforderliche hohe Empfindlichkeit aber auch zu Fehlalarmen führen kann, wurde intensiv daran geforscht, Fehlalarmraten zu verringern. TWOBIAS entwickelte eine biologische Detektionseinheit (BDU), die ein Frühwarnsystem (Detect-to-Warn) und eine biologische Identifikationseinheit (BIU) mit einer automatisierten Mikrofluidikplattform (detect-to-treat) kombiniert. In der neuen BDU mit höherer Spezifizität und minimaler Fehlalarmrate arbeiten nun drei operative biologische Detektionssysteme parallel. Die Projektpartner entwickelten auch Alarmalgorithmen, die Signale aller drei BDU aufnehmen, bevor der erste Alarm (Detect-to-Warn) an die BIU gegeben wird, um die Luftproben auszuwerten. Ersthelfer erhalten auf diese Weise genauere Informationen zum Zeitpunkt und Ort des Ereignisses wie auch die Konzentration der Substanz, d. h. aussagefähige Daten zur Exposition. Auf dieser Basis können dann effektive Ersthilfemaßnahmen zur Evakuierung bzw. Isolierung/Behandlung eingeleitet werden. Schließlich wurde das TWOBIAS-Systems an der Prager Metrostation Muzeum in fünf Nächten hintereinander demonstriert und getestet. Dabei wurde bei einer Frequenz wie im Berufsverkehr und realistischer Luftströmungs- und Hintergrundumgebung ein ungefährliches biologisches Simulans versprüht. Die Ergebnisse von TWOBIAS liefern neue Daten zum natürlichen Hintergrund in Umsteigebahnhöfen. Auch wurde die Aktionsfähigkeit von Ersthelfern verbessert, da die Zeit für Schutz-, medizinische und andere Maßnahmen verringert werden konnte, was wiederum das Schadenspotenzial reduziert. TWOBIAS leistete mit einer erheblich verbesserten Biodetektoreinheit, die mit einem Test an einem öffentlichen Platz validiert wurde, einen wichtigen technologischen Beitrag zur nationalen und internationalen Sicherheit und lieferte Wissenschaftlern, Ingenieuren und Endnutzern biologischer Überwachungssysteme neue Erkenntnisse. Die Technologie kann ohne Weiteres auf den Nachweis unfallbedingter Aerosolfreisetzungen und natürlich vorkommender Krankheiten übertragen werden, was weitreichende Effekte für die öffentliche Gesundheit weltweit haben dürfte.