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Ebola-Schnelltest Ebola-Nachweis in weniger als 15 Minuten

| Redakteur: Dr. Ilka Ottleben

Bedingt durch die momentane Ebola-Epidemie und eventuelle künftige Ausbrüche des Virus besteht eine dringende Notwendigkeit für eine schnelle und genaue Ebola-Diagnostik. In einem internationalen Forschungsprojekt soll jetzt ein Ebola-Schnelltest entwickelt werden, der auf der von dem Diagnostik-Spezialisten GNA Biosolutions entwickelten Laser-PCR-Technologie beruht.

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Ein Ebolavirus unter dem Mikroskop.
Ein Ebolavirus unter dem Mikroskop.
(Bild: dpa; Quelle: sueddeutsche.de)

München – Bedingt durch die momentane Ebola-Epidemie und eventuelle künftige Ausbrüche des Virus besteht eine dringende Notwendigkeit für eine schnelle und genaue Ebola-Diagnostik. Der schnelle Nachweis des Ebola-Virus ist für Ärzte und Behandlungszentren entscheidend zur Risikoeinschätzung, sowohl in frühen als auch in späteren Phasen der Infektion, um den Ausbruch besser einzudämmen und infizierte Patienten sicher und adäquat zu behandeln. Die bisher verwendeten schnellen und einfach zu benutzenden Tests basieren auf der Immuno-Diagnostik, welche aber keine besonders hohe Sensitivität und Spezifität erreicht. Die beste Methode („Gold Standard“) zur genauen Diagnose ist immer noch die PCR (Polymerasekettenreaktion), oder zur Echtzeitanalyse auch die Real-Time PCR. Diese Methode benötigt jedoch spezielle Laborausstattung und dauert bis zu mehreren Stunden.

GNA Biosolution (GNA), ein Unternehmen das Instrumente zur ultraschnellen Diagnose von Krankheitskeimen entwickelt, hat jetzt den Start des Filodiag (Filovirus Diagnostics) Projekts zur Entwicklung eines Ebola-Schnelltests basierend auf GNAs Laser PCR-Technologie bekannt gegeben. GNA leitet das Konsortium, bestehend aus der Mendel Universität in Brno (Tschechien), dem Nationalen Institut für Infektionskrankheiten (Lazzaro Spallanzani) in Rom (Italien) und der italienischen Hilfsorganisation Emergency. Das Projekt wird durch die „Innovative Medicines Initiative“ mit 2,3 Millionen Euro gefördert.

Ziel des Filodiag-Projekts ist es, ein Ebola-Analyse-System, möglicherweise im Multiplexformat, zu entwickeln, das schnell genug ist, um neu aufgenommene Patienten sofort zu testen. Auch ein zukünftiger Einsatz an kritischen Infrastrukturkontrollstellen wie Flughäfen ist denkbar. Die Analyse soll sowohl im Blut, aber auch an weniger invasiven und problematischen Probenmaterialien wie Speichel oder Urin durchgeführt werden.

Nanotechnologie überwindet die zeitlimitierenden Schritte einer klassischen PCR

Das Herzstück der Technologie, die hier zur Diagnose eingesetzt wird, basiert auf GNAs Laser-geheizten Nanopartikeln (Laser PCR). Diese Nanotechnologie überwindet die zeitlimitierenden Schritte einer klassischen PCR: das wiederholte Aufheizen und Abkühlen der gesamten Probenflüssigkeit. GNA Biosolutions revolutioniert nach eigenen Angaben dieses Standard-Verfahren, indem die notwendigen Temperaturzyklen durch Laser-geheizte Nanopartikel bewerkstelligt werden, die sich mehr als eine Millionen mal schneller aufheizen und abkühlen lassen, als es in der klassischen PCR möglich ist. GNA gelang es bereits mittels Laser-PCR zehn synthetische DNA-Sequenzen, die spezifisch für Ebola sind, in weniger als zwölf Minuten nachzuweisen.

Die Mitglieder des Departments für Chemie und Biochemie an der Mendel Universität in Brno steuern eine besondere Probenaufbereitung bei, bei der die Viren aus Patientenproben an paramagnetische Partikel gebunden und damit konzentriert werden. „Wir werden spezifische Oberflächen von Nanomaterialen synthetisieren, charakterisieren und modifizieren, um eine hochspezifische Bindung der Virusproteine zu erreichen, die uns eine schnellere Aufbereitung von Patientenproben ermöglicht“, erklärt Dr. Vojtech Adam, führender Wissenschaftler des Departments.

Ebola-Nachweis aus Speichel, Urin oder Blut in weniger als 15 Minuten

„Zusammen mit unseren internationalen Projektpartnern arbeiten wir an der Entwicklung einer hoch sensitiven und spezifischen Laser-PCR zur Erkennung von Ebola-Viren aus Speichel, Urin oder Blut. Unser patentiertes Verfahren der Laser-PCR mit zehnfach schnelleren Zyklen ermöglicht es uns, den verwendeten Goldstandard PCR auch in der ultraschnellen Ebola-Diagnostik einzusetzen. Mit unserem markierungsfreien Nachweis sind die Testergebnisse in weniger als 15 Minuten verfügbar. Unser Pharos400 Instrument kann bereits andere hochgefährliche Pathogene innerhalb von nur drei Minuten nachweisen. Ein schneller und einfacher Ablauf der Tests ist ausschlaggebend, um Ebola-Epidemien künftig schnell einzudämmen“, so Projektkoordinator Dr. Lars Ullerich, ein Geschäftsführer von GNA Biosolutions.

Unter der Leitung von Dr. Antonio Di Caro, Leiter der Mikrobiologie am Nationalen Institut für Infektionskrankheiten (Lazzaro Spallanzani), wird das Instrument und der Test in einem Hochsicherheits-Biolabor der Stufe 4 getestet. Im Anschluss werden Feldtests durch Emergency im kürzlich errichteten Behandlungszentrum für Ebola in Sierra Leone durchgeführt.

Das Filodiag-Projekt wird durch die „Innovative Medicines initiative 2 (IMI2) Joint Undertaking“ (www.imi.europa.eu) mit dem Kennzeichen 115844 gefördert. IMI2 ist ein Public-Private-Partnership zwischen dem Forschungsprogramm Horizon2020 der Europäischen Union und dem Verband europäischer Pharmafirmen EFPIA. IMI2 hat kürzlich das Förderprogramm Ebola+ gestartet, in welchem acht Projekte, darunter Filodiag, und zwei weitere Projekte mit diagnostischem Schwerpunkt, bekannt gegeben wurden. Das Projekt wird auf der Website www.filodiag.eu zukünftige Fortschritte präsentieren.

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