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Das Problem mit der PCR-Inhibition

Ein Problem bei dieser Form der Direkt-PCR ist die Anwesenheit von PCR-Inhibitoren in den klinischen Proben. Insbesondere Abstriche aus dem Nasen-Rachen-Raum und Speichel enthalten eine Vielzahl an Ionen, Proteinen, Mucus und anderes Material, welche die PCR negativ beeinflussen können. Dies erschwert v.a. die Diagnose derjenigen Patienten, die nur eine geringe Virenlast tragen, bei denen Viren-RNA also nur in geringfügiger Kopienanzahl vorhanden ist. Die Autoren konnten jedoch zeigen, dass die Zugabe bestimmter Substanzen in den Reaktionsmix diese Inhibition teilweise auflösen kann.

Zugegeben, die neue Methode wird die Viren-Diagnostik nicht revolutionieren, denn das preiswerte und schnelle Verfahren geht einher mit einem geringfügigen Verlust der Sensitivität bei Proben mit niedriger Virenlast. Dennoch kann diese Test-Variante äußerst wertvoll in einem Pandemie-Szenario sein: mit ihrer Hilfe lassen sich sehr große Populationen schnell, günstig und idealerweise mehrfach testen, auch wenn man dabei riskiert, dass ein geringer Prozentsatz von Personen mit niedrigem Virentiter durch das Raster fällt. Die Alternative ist das aufwändigere, teurere Standard-Verfahren mit dem man gezielt symptomatische Personen testet, aber auch riskiert, dass ein großer Anteil asymptomatischer, aber hoch-infektiöser Patienten unentdeckt bleibt.

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Eine frühe Identifikation und Isolierung von Infizierten ist ausschlaggebend für ein erfolgreiches Eindämmen der Pandemie, v.a. dann, wenn viele Länder sich zu solch einer Strategie verpflichten. Der Volcano-3G-Ansatz kann hierzu einen wesentlichen Beitrag leisten, denn der Verzicht auf den zeit-, material- und kostenintensiven RNA-Isolationsschritt ermöglicht auch wirtschaftlich schwächeren Ländern ein breites SARS-CoV-2-Screening.

Schnelle, kostengünstige und flächendeckende Tests

Aufgrund der sehr geringen Hintergrundfluoreszenz können die Ergebnisse einfach mit bloßem Auge durch Illumination mit passendem Licht ausgewertet werden. Positive Proben zeigen eine starke grüne Fluoreszenz, während negative Proben dunkel bleiben (s. Abb. 2). Ein Standard-Thermocycler und eine blaue LED-Lampe reichen hierfür aus. Equipment, das erschwinglich, robust und platzsparend ist, sodass der Test auch in einfach ausgestatteten Laboren durchgeführt werden kann.

Denkbar wäre daher der Einsatz des Direktverfahrens in lokalen Kliniken, um ein Einsenden von Proben in spezialisierte Diagnoselabore zu vermeiden. Dies könnte schnellere, fundierte Entscheidungen darüber ermöglichen, ob Patienten mit Verdachtssymptomen isoliert werden müssen oder nicht.

Anwendungen für die Zukunft

Die Überwindung von PCR-Inhibition bei Verwendung von unprozessiertem Patientenmaterial bleibt eine Herausforderung. Durch gerichtete Evolution könnten die Polymerasen ggf. weniger sensitiv gegenüber bestimmten Inhibitoren gemacht werden. PCR-basierte Verfahren zum Nachweis von SARS-CoV-2, die ohne vorherige RNA-Isolierung auskommen, sind ein wichtiger Schritt in Richtung eines erschwinglichen point-of-care-Testverfahrens.

Die Covid-19-Pandemie hat gezeigt, dass in einer internationalen Krisensituation selbst gut eingespielte Abläufe im Gesundheitswesen an ihre Grenzen stoßen können, aber sie verdeutlicht auch, wie dem mit kreativen neuen Lösungen begegnet werden kann.

* J. Kuiper, T. Baade und Prof. Dr. C. R. Hauck: Universität Konstanz, Lehrstuhl für Zellbiologie, 78457 Konstanz

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