Wenn derzeit von PCR Tests die Rede ist, denken die meisten an die Identifikation von Covid-19-Infektionen. Aber PCR Tests sind seit vielen Jahren bei ganz unterschiedlichen Infektionskrankheiten im Einsatz – von Darminfektionen über CMV bis Streptokokken A und B und bis hin zu Malaria. Die DNA/RNA des Virus oder Erregers wird dabei mit unterschiedlichen PCR-Plattformen nachgewiesen. Ein Blick auf die Technologien könnte sich auch hinsichtlich Corona-PCR-Test lohnen, um die derzeit eingesetzten PCR-Tests noch effizienter zu machen.

 

Die Polymerase-Ketten-Reaktion (engl. Polymerase chain reaction, kurz PCR) ist die wichtigste Labormethode zur Untersuchung der molekularen Feinstruktur der Erbsubstanz. Diese ist aus Desoxyribonukleinsäure (DNA) aufgebaut, die den genetischen Code des Menschen, aber auch von Tieren und Pflanzen aufbaut. Nicht nur Menschen, auch Bakterien, Pilze, Viren und Parasiten verfügen über eine DNA/RNA. Mit Hilfe des PCR-Tests wird DNA/RNA verschiedener zuvor gereinigter Proben vervielfältigt. So werden „Fehler“ rasch detektiert, wie etwa Infektionen oder auch Erbkrankheiten.

 

Stem-Loop-Struktur

LAMP Loop Mediated Isothermal Amplification Technologie

Die LAMP-Technologie wurde in Japan vom Eiken Chemical Corporation entwickelt (Notomi T. et al., 2000) und findet bei zahlreichen Infektionskrankheiten ihren Einsatz: Durchfallerkrankungen, respiratorische Viren, sexuell übertragbare Krankheiten wie Pilzinfektionen, Neisseria  gonorrheae, HSV 1&2 sowie Malaria etc. Dabei wird das Probenmaterial mit einem komplementären Primer bearbeitet, um eine sogenannte „Stem-Loop“-Struktur zu bilden. Die dabei gebildete Menge des Abfallproduktes Magnesium-Pyro-Phosphat wird am Ende der Reaktion gemessen und ist proportional zu der DNA-Menge in der Probe. Die Ergebnisse werden qualitativ ausgewertet. Da die Reaktion ISOTHERMAL abläuft, wird nur eine Temperatur von 63 °C verwendet und dadurch wird kein herkömmlicher „Thermal-Cycler“ benötigt.

 

 

alethia®

Vorteile: Mit Incubatoren wie z.B. zB. alethia® können bis zu zehn Patientenproben auf einmal abgearbeitet werden, Ergebnis liegt nach 40 Minuten im Reader/Incubator vor, was verglichen zur herkömmlichen PCR (Polymerase-Ketten-Reaktion) schnell und unkompliziert ist. Außerdem können unterschiedliche Infektionskrankheiten detektiert werden.

REVOGENE – NEUARTIGE RT-PCR (=Real-Time-Polymerase-Ketten-Reaktion) PLATTFORM

Revogene®

Revogene® ist eine flexible molekulare Plattform, die in der Lage ist, einzelne sowie multiplex Tests durchzuführen. Es wird besonders wenig Stellfläche benötigt (Maße: H: 33cm, B: 24cm, T: 40cm; G: 10kg). Damit ist das Gerät für den Einsatz in jedem Labor geeignet. Revogene® kann z.B. bei Verdacht auf nosokomiale Infektionen, Durchfall, Carba-C-Test und Streptokokken Gruppe A und B eingesetzt werden und liefert innerhalb von 70 Minuten verlässliche Ergebnisse. Dabei werden die Proben in der Testkassette (PIE) geladen, das PIE in das Gerät gesetzt und der Test gestartet.

Vorteile: Es können 12 Zielsequenzen pro Probe nachgewiesen werden und 8 Proben pro Lauf gleichzeitig abgearbeitet werden. Die Parameter können frei zusammengestellt werden, da die PCR-Protokolle alle gleich sind. Die Testergebnisse sind in 42 bis 70 Minuten ablesbar.

 

Probenvorbereitung geht in wenigen einfachen Schritten:

Probenvorbereitung in 3 Schritten

 

PIE=Test-Kassette, die alle Reagenzien für den RT-PCR-Lauf beinhaltet.

Figure 1. Top View of a PIE
1: Sample Loading chamber; 2: Homogenization chamber; 3: Overflow chamber;
4: Dilution/Lysis chamber; 5: Three PCR wells (#1 to #3 at the left) and one waste chamber (at the right)

 

Die intuitive grafische Benutzeroberfläche von Revogene® präsentiert sich von Anfang an vertraut. Mithilfe der bidirektionalen Kommunikationsfunktion lässt sich das System vollständig in jedes Labor integrieren.

 

Ausblick

Diese Beispiele zeigen deutlich, dass auch PCR-Tests mit kleineren Apparaturen und geringerem Aufwand durchgeführt werden können. Derzeit benötigt man zum Nachweis von Covid-19 noch aufwändige Laborgeräte inklusive Fachpersonal. Doch auch hier bleibt die Entwicklung nicht stehen.