Billige Ebola-Diagnosen auf Papierbasis

Man kennt es von Schwangerschaftstests: Einfache Streifen können bedeutende Informationen liefern. US-Forscher wollen dieses Prinzip, biotechnisch verfeinert, jetzt auch für das Erkennen schwerster Krankheiten nutzen.

Biologen aus den USA ist es nach eigenen Angaben gelungen, Komponenten für einfache DNA-Tests auf Papier zu drucken, sie gefrierzutrocknen und so bis zu ein Jahr lang für die spätere Verwendung aufzuheben. Auf dieser Grundlage ließen sich beispielsweise billige Tests auf Ebola und andere Erreger realisieren. Ebenfalls möglich wären Umweltsensoren für die Kleidung oder Verbände, die bei entstehenden Infektionen ihre Farbe wechseln.

Über diesen Forschungserfolg berichteten James Collins von der Boston University und Kollegen von der Harvard University vergangene Woche in der Fachzeitschrift Cell. Dabei ist die Idee von billigen Diagnosen auf Papier-Basis an sich nicht neu. Bislang aber funktionieren solche Tests mit traditioneller Chemie wie bei Schwangerschaftsstreifen.

Laut Collins lässt sich dieses Prinzip jedoch auch mit exakt zugeschnittenen genetischen Reaktionen nutzen. Seine Technologie ist eine Modifikation einer Standard-Labormethode namens "zellfreies System", bei der einfache Zellprozesse wie das Ablesen eines DNA-Strangs zur Produktion eines Proteins in einem Reagenzglas ablaufen.

Der Fortschritt von Collins liegt darin, dass er zellfreie Systeme auf porösem Papier unterbringen konnte. Dazu versah sein Team das Trägermaterial mit einigen grundlegenden Enzymen und speziell konstruierten Genen, die Proteine herstellen, wenn sie von einem passenden DNA- oder RNA-Strang den Impuls dazu bekommen. "Das ist eine pragmatische, sehr bedeutende Verbesserung", sagt Julius Lucks, Assistant Professor für Chemie und Biotechnik an der Cornell University. Als Nächstes könne man sich jetzt die Frage stellen, was damit alles möglich ist.

Wie Collins zeigte, kann sein System auch den Ebola-Virus entdecken, dessen genetischer Code aus RNA besteht. Als sein Team Stücke von Eobola-RNA auf einen der Papier-Teststreifen aufbrachte, schloss sich ein "Schaltkreis" im genetischen Material, so dass die Produktion eines Proteins begann, der eine Verfärbung des Papiers auslöste: Innerhalb etwa einer Stunde wurde es dunkelviolett.

Die Verwendung der Papiertests erfordert noch etwas labortechnisches Geschick, etwa um zunächst das genetische Material aus einem Virus oder Bakterium zu isolieren. Die Tests selbst sind laut Collins aber extrem billig. Nach seinen Schätzungen würden sie pro Stück nur zwischen 4 und 65 US-Cent kosten, und Vorbereitung und Herstellung würden nur einen Tag dauern.

"Ich halte das für ausgesprochen cool", sagt Lingchong You, Associate Professor für biomedizinische Technik an der Duke University, "und vom Ansatz her ist es extrem einfach." (bsc)