Zika-Test auf Papierbasis

Im Kampf gegen Zika könnte es demnächst ein wertvolles neues Werkzeug geben: Eine Forschergruppe um den Biotechnologie-Professor James Collins vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat einen papierbasierten Test für das Virus entwickelt, der in Regionen eingesetzt werden könnte, in denen keine komplexere diagnostische Technik vorhanden ist.

Das Verfahren ist empfindlich genug, um Zika von häufig vorkommenden verwandten Viren wie Dengue zu unterscheiden – eine Fähigkeit, die manch konventionelles Diagnosegerät vor Probleme stellt. Wenn alles gut geht, könnte der neue Papiertest in einigen Monaten in Infektionsgebieten ausprobiert werden.

Das Zika-Virus wird von Stechmücken übertragen und kann bekanntlich schwere Geburtsfehler auslösen, wenn es schwangere Frauen infiziert. Es verbreitet sich in Lateinamerika derzeit rasant. Die Diagnosetechnik, die zur Unterscheidung von Zika und anderen verwandten Viren benötigt wird, die in den betroffenen Regionen ebenfalls vorkommen, ist relativ teuer und setzt ausgebildetes Personal voraus. In einem Paper zu ihrer Erfindung schreiben Collins und Co. nun, dass es ihnen gelungen sei, Zika im Blutplasma infizierter Affen zu detektieren.

Sie demonstrierten auch, dass zwischen Zika und Dengue sowie unterschiedliche Zika-Stämmen unterschieden werden kann. Letzteres könnte eine für die Behandlung wichtige Information sein, weil genetische Varianten des Virus zu verschiedenen Symptomen führen können. Den MIT-Forschern zufolge scheint etwa ein Zika-Stamm, der in Brasilien entdeckt wurde, stärker mit einem höheren Auftreten der Mikrozephalie bei Föten sowie dem Guillain-Barré-Syndrom zusammenzuhängen. Guillain-Barré ist eine immunologische Erkrankung, die möglicherweise von Zika ausgelöst wird.

Herz des neuen Tests ist ein Spezialpapier, auf dessen Oberfläche eine Art biologische Maschine sitzt – Komponenten, die aus lebenden Zellen stammen. Diese sind zur Genexpression fähig. Ein Spezialgen wird dabei mit einer Art Sensor aus RNA kombiniert, der die Produktion eines violetten Proteins auslöst, sobald die Zielsequenz des Virengenoms im Blut eines infizierten Patienten entdeckt wird.

Die Forschergruppe demonstrierte diese Art von papierbasiertem, "zellenfreien" Test erstmals im Jahr 2014 – damals als Teil eines Verfahrens zur Ebola-Diagnose. Als der Zika-Ausbruch begann, erkannten Collins und sein Team, dass ihre Technik auch hier helfen könnte.

Dazu ergänzten die Wissenschaftler neue Komponenten, um die Probe einzusammeln und aufzubereiten. Zudem können sie mit dem Gen-Editierwerkzeug CRISPR verschiedene individuelle Zika-Stämme unterscheiden. Das gesamte Erkennungssystem wird gefriergetrocknet und lässt sich vor der Nutzung rehydrieren.

Jeder Test, der eine Probe in rund drei Stunden untersuchen kann, ist bei Raumtemperatur für mehr als ein Jahr lagerbar und kostet in der Herstellung weniger als einen Dollar, so Collins. Als nächstes sollen Gespräche über eine Kommerzialisierung des Verfahrens geführt werden – außerdem sind Feldtests vorgesehen. ()