Neue Erkenntnisse im Bereich der SARS-CoV-2-Testung versprechen ein zuverlässiges, kostengünstiges und skalierbares Screening. Dabei setzen US-Forscher auf CRISPR-basierte Molekulardiagnostik.
Das sogenannte CREST-Model steht für „Cas13-based, rugged, equitable, scalable testing“ und entstand als Reaktion auf die Tücken bisheriger diagnostischer Verfahren im Kampf gegen die COVID-19-Pandemie. Das Konzept macht sich weit verbreitete Enzyme, kostengünstige Laborgeräte und simple Methodik zu Nutze. Indem bereits in vielen Laboren vorhandenes Equipment und bekannte Verfahren verwendet werden, soll die Testung so zugänglich und universell verfügbar sein.
Knackige DNA-Modifizierung
Vom Abstrich bis hin zum Ergebnis dauert das Screening zwei Stunden unter minimalem Aufwand und ohne besondere Maschinerie. Dabei ist die Idee, Molekulardiagnostik zur Testung von Infektionskrankheiten zu verwenden, nicht neu. Durch die derzeitige COVID-19- Pandemie beschleunigte sich jedoch zuletzt die Forschung an CRISPR-basierten Screeningverfahren weltweit. CRISPR steht für "clustered regularly interspaced short palindromic repeats". Dabei handelt es sich um Abschnitte im Genom verschiedener Bakterien, die Teil des sogenannten CRISPR-Systems sind. Mit diesem System kann fremde DNA, die zum Beispiel im Rahmen einer Infektion aufgenommen wird, unschädlich gemacht werden. Als CRISPR/Cas-System bezeichnet man in diesem Zusammenhang die gentechnische Methode, mit der gezielt DNA-Sequenzen im Genom eines Zielorganismus modifiziert werden können. In dieser Anwendung gilt die Methode als vielversprechende Technologie zur Therapie genetisch bedingter Erkrankungen (Gentherapie).
Die neue Methode
CREST steht dabei in enger Verwandtschaft zum klassischen CRISPR/Cas-System. Es verwendet Cas9, eine Endonuklease, die RNA-Stränge spaltet. Besonders die hohe Sensitivität und Verfügbarkeit sowie die simple Methodik machen das CREST-Verfahren attraktiv und zugänglich. So kann zur Durchführung des Verfahrens in vielen Laboren bereits vorhandenes Equipment genutzt werden.
Die Studie an der UC Santa Barbara zeigte bei einem Patientenkollektiv von 1.800 Menschen vielversprechende Ergebnisse des CREST-Models und nahezu gleichwertige statistische Signifikanz wie eine PCR. Die PCR gilt als Goldstandard in der Testung viraler Erreger wie dem SARS-CoV-2, doch bringt sie zeitliche, finanzielle und strukturelle Nachteile mit sich.
Molekulargenetik zum Mitnehmen
Des Weiteren zeigte die Studie, dass durch die CREST-Methode die Viruslast auch bei asymptomatischen Probanden zuverlässig bestimmt werden kann. Der molekulardiagnostische Test sei dabei in Eigenanwendung der Probanden ähnlich bis genauso verlässlich wie ein durch medizinisches Personal durchgeführter Test. Daraus versprechen sich die Forscher eine übergreifende und einfache Verwendbarkeit, sollte die Methode großflächige Anwendung in der SARS-CoV-2 Testung finden. Derweil arbeitet die Forschungsgruppe aus Kalifornien an der Anpassung ihrer Tests an weitere Virusmutationen und plant ein „COVID-19 lab-in-a-backpack“ zu entwickeln – ein portables, günstiges und einfaches Testkit, um Screenings zu erleichtern und auch ländlicheren Gegenden zugänglich zu machen.
Quelle: © J. N. Rauch et. al. / JAMA Network / docc.hk/4xg53p
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