Aktualisiert 18.05.2020 13:31

Schnellerer TestHat der Träger Corona, leuchtet seine Maske

Aktuell verrät ein Stäbchen-Test, ob eine Person mit Sars-CoV-2 infiziert ist. Doch die Auswertung dauert. Künftig könnte das Ergebnis schneller vorliegen – dank Biosensoren.

von
Fee Anabelle Riebeling

Dieses Experiment der Bauhaus-Universität Weimar zeigt, wie sich Atemluft beim Husten verbreitet.

Bauhaus-Universität Weimar

Darum gehts

  • In Masken integrierte Biosensoren könnten deutlich schneller verraten, ob jemand an Covid-19 erkrankt, als herkömmliche Coronatests.
  • Um die Sensoren zu aktivieren, braucht es zwei Dinge: Feuchtigkeit und eine winzig kleine genetische Sequenz von Sars-CoV-2. Wird diese erkannt, beginnt die Maske zu fluoreszieren.
  • Die Masken könnten unter anderem an Flughäfen eingesetzt werden.
  • Die Versuche mit solchen Masken sind noch im Anfangsstadium, jedoch allesamt vielversprechend. Im besten Fall könnten sie ab Ende Sommer zum Einsatz kommen.

Hab ichs oder hab ichs nicht? Die Antwort auf diese Frage lässt derzeit mindestens einen Tag auf sich warten. So lange braucht es nämlich, bis der sogenannte PCR-Test ausgewertet ist. Mit diesem lässt sich erkennen, ob jemand an Covid-19 erkrankt ist.

Wenn es nach Forschern der Harvard University und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) geht, erfolgt die Diagnose künftig deutlich schneller. Möglich machen soll das eine Maske mit Biosensoren, die sich schon nach ein bis drei Stunden verfärbt, wenn ihr Träger mit Sars-CoV-2 infiziert ist.

So funktioniert der PCR-Test

PCR-Abstriche werden oft vorgenommen. Mit ihnen lässt sich klären, welche Art von Infektion vorliegt.

Tamedia

Bei einem PCR-Test (Polymerase-Kettenreaktion, Engl.: polymerase chain reaction) wird in Mund-, Nasen- oder Rachenraum Sekret aufgenommen, das sogenannte Nasopharyngeal. Dieses wird im Labor auf Erbgut des Virus untersucht, wo ein spezielles Gerät das genetische Material der Probe dann vervielfältigt. Durch den Einsatz fluoreszierender Stoffe sieht man, ob die gesuchten Gensequenzen des Virus vorliegen oder nicht.Der reine Labornachweis dauert zwischen vier und fünf Stunden. Der gesamte Prozess dauert länger: Von der Probenentnahme bis zu den vorliegenden Ergebnissen vergehen insgesamt zwischen 24 und 48 Stunden.

Bei anderen Viren bereits im Einsatz

Dabei greift das Team um James J. Collins auf die Erkenntnisse zurück, die es seit dem Jahr 2014 im Zusammenhang mit anderen Viren gemacht hat, wie Businessinsider.com schreibt. So können die für die Detektion von Erregern entwickelten Sensoren bereits zuverlässig erkennen, ob jemand an Sars, Zika, Masern, Grippe, Hepatitis-C oder dem West-Nil-Fieber erkrankt ist.

Die Sensoren sind so spezifisch, dass sie sogar zwischen verschiedenen Virusstämmen unterscheiden können: Im Fall von Zika sogar zwischen zwei Stämmen aus Afrika, einem aus Asien und einem aus Amerika, wie es im Fachjournal «Cell» beschrieben ist.

Die Sensoren sind hochspezifisch – zumindest beim Zika-Virus.

Die Sensoren sind hochspezifisch – zumindest beim Zika-Virus.

Cell.com/J.J. Collins et al. 2016

Verräterische Fluoreszenz

Die für die Erkennung von Sars-CoV-2 entwickelten Sensoren bestehen aus genetischem Material – DNA oder RNA – das das Coronavirus binden kann. Dieses Material wurde mit Hilfe eines Gefriertrockners (Lyophilizer) auf den Maskenstoff aufgetragen und kann so mehrere Monate überdauern, wodurch die Masken lange haltbar sind.

Um diese Biosensoren zu aktivieren, braucht es zwei Dinge: Einerseits die Feuchtigkeit, die unser Körper etwa in Form von Speicheltröpfchen beim Atmen, Husten und Niesen abgibt. Andererseits eine winzig kleine genetische Sequenz von Sars-CoV-2. Wird diese erkannt, beginnt die Maske zu fluoreszieren.

Dies allerdings so, dass es mit blossem Auge nicht erkennbar ist. Es bedürfe eines sogenannten Fluorometers, so Deutschlandfunknova.com. Ein solches werde in Biologie und Medizin zur Messung der Konzentration fluoreszierender Substanzen verwendet: «Das Fluorometer würde dann an die Maske eines Kunden, Patienten oder Passagiers gehalten. Und wenn die sich unter dem Licht des Gerätes einfärbt, ist der Träger oder die Trägerin der Maske infiziert.»

Ab Ende des Sommers einsatzbereit

Einsatzmöglichkeiten gibt es laut Collins und seinen Kollegen einige – beispielsweise an den Flughäfen: etwa an der Sicherheitskontrolle oder direkt am Gate, so der Wissenschaftler. Man könnte es aber auch auf dem Weg zur Arbeit nutzen. «Spitäler könnten es zur Überprüfung ihrer Patienten verwenden, um zu schauen, wer infiziert ist.»

Bis die Biosensoren der Maske reagieren, kann es bis zu drei Stunden dauern. Deshalb muss die Maske schon ein bis drei Stunden getragen werden, bevor der Test durchgeführt wird. Ansonsten heisst es warten.

Bis die Biosensoren der Maske reagieren, kann es bis zu drei Stunden dauern. Deshalb muss die Maske schon ein bis drei Stunden getragen werden, bevor der Test durchgeführt wird. Ansonsten heisst es warten.

SOPA Images/LightRocket via Gett

Selbst für Ärzte könnten Masken mit Biosensoren einen Vorteil bringen, so Collins: «Sie könnten Diagnosen stellen, ohne dass sie dafür Proben ins Labor schicken müssten.»

Bis der Test kommt, wird es noch dauern. Die Versuche mit der Maske sind noch im Anfangsstadium, jedoch allesamt vielversprechend. «Jetzt gilt es, in Versuchen mit infizierten Personen zu zeigen, dass es unter realen Bedingungen funktioniert», so Collins. Plan sei es, bis Ende des Sommers mit der Herstellung von Masken für die öffentliche Verteilung zu beginnen.

Bislang setzten viele Flughäfen auf Temperaturkontrollen. Dabei wird jedoch ein grosser Teil der Infektionen übersehen, weil nicht alle Covid-19-Patienten Fieber aufweisen oder überhaupt Symptome haben. Die Masken, die das Virus selbst detektieren, könnten da Abhilfe schaffen.

Bislang setzten viele Flughäfen auf Temperaturkontrollen. Dabei wird jedoch ein grosser Teil der Infektionen übersehen, weil nicht alle Covid-19-Patienten Fieber aufweisen oder überhaupt Symptome haben. Die Masken, die das Virus selbst detektieren, könnten da Abhilfe schaffen.

NurPhoto via Getty Images

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38 Kommentare
Kommentarfunktion geschlossen

Lehrer

07.06.2020, 20:27

Allen Respekt vor jedem Kommentar-Verfasser gegenüber, dass er, sie, sich die Mühe nimmt, was zu schreiben. Bei vielen ist die Rechtschreibung okay bis genügend, bei einigen der katastrope.

Bartli

22.05.2020, 15:31

Leider hat es ein technisches Problem gegeben. Zudem Problem: Sowie es zu viele Zeilen sind, folgt diese Anzeige. In den meisten Fällen jedenfalls.Man muss Kommentare somit kurz halten. Das ist nicht immer einfach, oft aber auch gar nicht möglich, um sich klar ausdrücken zu können. Das mag Vor- wie auch Nachteile haben. Klar nun?

Bartli

22.05.2020, 15:22

Grundsätzlich begrüsse ich diese Forschung, wenn ethisch unbedenklich und es Leben retten kann.