Eine neue Methode ermöglicht es, Virusproteine von SARS-CoV-2 sowie die zugehörigen Antikörper nachzuweisen. Mischt man Biosensoren mit einer Abstrich- oder Blutprobe, fluoreszieren sie bei positivem Ergebnis binnen Minuten.
Das Forscherteam aus den USA entwarf Biosensoren auf Proteinbasis, welche leuchten, wenn sie mit Komponenten des Virus oder spezifischen COVID-19-Antikörpern in Berührung kommen. Diese Entdeckung könnte in Zukunft schnellere und umfassendere Tests gegen das Coronavirus ermöglichen. Die Forschungsergebnisse erschienen letzte Woche im rennomierten Journal Nature.
Um eine Coronavirus-Infektion zu diagnostizieren, verlassen sich die meisten medizinischen Labore heute auf die RT-PCR, bei der – vereinfacht gesagt – genetisches Material des Virus vervielfältigt und somit sichtbar und messbar gemacht wird. Diese Technik erfordert aber spezialisiertes Personal sowie spezielle Ausrüstung. Außerdem wird hierfür Laborbedarf benötigt, der inzwischen weltweit sehr gefragt ist. Engpässe in der Lieferkette können die COVID-19-Testergebnisse oftmals verzögern.
In dem Bemühen, das Coronavirus in Patientenproben direkt nachzuweisen, ohne dass eine genetische Amplifikation erforderlich ist, hat ein Forscherteam unter der Leitung von David Baker, Professor für Biochemie und Direktor des Institute for Protein Design an der UW Medicine, neue Biosensoren am Computer entwickelt.
Diese auf Proteinen basierenden Sensoren erkennen spezifische Moleküle auf der Oberfläche des Virus, binden an diese und geben dann durch eine biochemische Reaktion Licht ab. Das Team hat außerdem andere Biosensoren entwickelt, die fluoreszieren, wenn sie mit COVID-19-Antikörpern in Kontakt kommen. Sie zeigten, dass diese Sensoren spezifisch auf Antikörper gegen SARS-CoV-2 reagieren.
„Wir haben im Labor gesehen, dass diese neuen Sensoren Virusproteine oder Antikörper in simuliertem Nasensekret oder in Blutproben von Probanden problemlos nachweisen können“, so Baker. „Unser nächstes Ziel ist es, sicherzustellen, dass sie in einer diagnostischen Umgebung zuverlässig eingesetzt werden können. Diese Arbeit veranschaulicht die Kraft des de novo-Proteindesigns, um von nun an molekulare Geräte mit neuen und nützlichen Funktionen zu schaffen.“
Neben COVID-19 zeigte das Team auch, dass ähnliche Biosensoren entworfen werden könnten, um medizinisch relevante menschliche Proteine wie Her2 (ein Biomarker für einige Formen von Brustkrebs) und Bcl-2 (das klinische Bedeutung bei Lymphomen und einigen anderen Krebsarten hat) sowie ein bakterielles Toxin und Antikörper, die gegen das Hepatitis-B-Virus gerichtet sind, nachzuweisen.
Die Originalpublikation findet ihr hier und im Text verlinkt.
Bildquelle: Moritz Kindler, Unsplash