In einer Studie wird eine neue Möglichkeit vorgestellt, RNA von SARS-CoV-2 zuverlässig nachzuweisen. Das soll mithilfe von Nanopartikeln aus Gold gelingen.
Um die Ausbreitung von COVID-19 nachvollziehen und kontrollieren zu können, ist es nötig, Patienten zuverlässig und schnell auf SARS-CoV-2 testen zu können. Darin sind sich Experten einig. Die routinemäßig eingesetzte Reverse Transkriptions-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR) ist derzeit die Referenzmethode für die Diagnose von COVID-19. Allerdings stoßen vielerorts die Laborkapazitäten an ihre Grenzen. Nun haben Wissenschaftler in einer Proof-of-Concept-Studie eine neue Methode vorgestellt, mit der SARS-CoV-2 anhand von RNA-Sequenzen nachgewiesen werden kann.
Die Methode beruht auf einer Technik namens lokalisierter Oberflächenplasmonenresonanz (LPSR). Diese ermöglicht, Wechselwirkungen zwischen Molekülen auf einer konstruierten metallischen Nanostrukturoberfläche als lokale Änderung des Brechungsindexes nachzuweisen. Hierzu verwendeten die Wissenschaftler ein LPSR-Biosensorsystem.
Für den Nachweis von SARS-CoV-2 stellen die Wissenschaftler DNA-Sonden her, die an Nanopartikel aus Gold gebunden sind. Diese Sonden sind in der Lage, virale RNA von SARS-CoV-2 zuverlässig zu detektieren und zu binden. Durch Erhitzen der Nanopartikel mittels eines Lasers im Anschluss an die Nukleinsäure-Hybridisierung können fehlgebundene RNA-Fragmente gelöst und fehlerhafte Bindungen reduziert werden. Die Methode ermöglicht somit die genaue Unterscheidung zwischen zwei ähnlichen Gensequenzen. So besitzt der duale LPSR-Biosensor, nach Angaben der Wissenschaftler, eine hohe Empfindlichkeit gegenüber ausgewählten SARS-CoV-2 Sequenzen und ermöglicht eine präzise Detektion des spezifischen Targets.
Methode hat auch Hürden
Allerdings wurde der Nachweis von SARS-CoV-2 mit der neuen Methode bisher nicht mit Patientenproben getestet. Dies soll im nächsten Schritt mit intakter viraler RNA erfolgen. Eine weitere Hürde beim Einsatz des Biosensors ist, dass es nur wenige Hersteller für das Gerät gibt und dass diese in der Anschaffung nicht preisgünstig sind. Zudem werden die Biosensoren hauptsächlich für Forschungs- und pharmazeutische Anwendungen vermarktet und sind nur in wenigen klinischen Laboren zu finden.
Nach Angaben der Autoren könne der Dual-Functional LPSR-Biosensor dennoch eine zuverlässige und einfach zu implementierende Plattform bieten, um die diagnostische Genauigkeit in klinischen Tests zu verbessern und den Druck auf PCR-basierte Tests zu verringern.
Quellen: © Guangyu Qiu et al. / ACS Nano // Katie Thoren / Clinical Laboratory News, AACC
Bild: © National Institute of Standards and Technology / PDP