Einfacher Zika-Test

Eine Mücke zerquetschen reicht

Fort Collins - 04.05.2017, 07:00 Uhr

Vor einem Jahr wütete eine Zika-Epidemie vor allem in Südamerika. Die WHO erklärte den Gesundheitsnotstand. Zwar hat sich die Lage vorerst beruhigt - doch das kann sich ändern. Ein neues Testverfahren, das Wissenschaftler jetzt im Fachmagazin „Science Translational Medicine“ vorgestellt haben, könnte beim schnellen Nachweis helfen.

Forscher haben einen schnellen und einfachen Test zum Nachweis des Zika-Virus entwickelt. Das Verfahren kann unter Laborbedingungen nicht nur Zika-Viren zuverlässig von verwandten Viren unterscheiden, sondern auch asiatische und afrikanische Stämme unterscheiden. Die Wissenschaftler um Joel Rovnak von der Colorado State University in Fort Collins (Colorado, USA) erklären, ihr Test sei erheblich kostengünstiger als die derzeitige Standardmethode qRT-PCR. Ihren Test stellten sie im Fachmagazin „Science Translational Medicine“ vor.

Rovnak und Kollegen setzten dabei auf ein unkompliziertes Verfahren zum Nachweis von genetischem Code des Virus: LAMP (loop-mediated isothermal amplification). Es wurde im Jahr 2000 von japanischen Wissenschaftlern entwickelt und wird mittlerweile als Nachweisverfahren bei verschiedenen Infektionskrankheiten eingesetzt. Bei der LAMP-Methode werden bestimmte Abschnitte des Viren-Erbguts mithilfe von vier Primern, die sechs spezifische Bereiche erfassen, und einer Polymerase so stark amplifiziert, dass sie nachgewiesen werden können. Neben den isothermalen Reaktionsbedingungen ist eine weitere Besonderheit der LAMP ihre sehr hohe Amplifikationsrate. Durch chemische Zusätze kann der DNA-Nachweis durch eine Trübung – das Reaktionsprodukt bildet mit den im Puffer enthaltenen Magnesiumionen ein Präzipitat – oder einen Farbwechsel in der Reaktionsflüssigkeit geschehen. Mithilfe von Hydroxynaphtholblau, einem Metallionenindikator, kann nämlich die sinkende Magnesiumkonzentration durch Farbumschlag von violett nach blau angezeigt werden. Dies dauert zwischen 30 und 60 Minuten. Während für das Standardverfahren meist das Viren-Erbgut herauspräpariert werden muss, reicht es bei LAMP, eine Mücke zu zerquetschen und die Körpersäfte zu untersuchen.

Nur ein Heizblock und kein Thermocycler

„Die Mehrheit der Länder, die von dem aktuellen Ausbruch betroffen sind, ist nicht reich", wird Erstautorin Nunya Chotiwan von der Colorado State University zitiert. Deshalb sei ein günstiger Virennachweis wichtig. Rovnak rechnet vor, dass ein Heizapparat, wie er für LAMP benötigt werde, etwa 250 Dollar koste. Dies sei sehr wenig im Vergleich zu den 15 000 bis 25 000 Dollar, die für ein Gerät fällig werden, mit der die Standardmethode durchgeführt werden kann. Denn qRT-PCR benötigt mehrere Phasen mit unterschiedlichen Temperaturen, während für LAMP eine Temperatur genügt.

Als erste Anwendung ihres Verfahrens sehen die Forscher die Untersuchung von Mückenpopulationen auf das Zika-Virus. Damit könne man den bereits angedachten Einsatz von hochgiftigen Schädlingsbekämpfungsmitteln umgehen. Aber auch in einem Kinderkrankenhaus in Managua (Nicaragua) wird LAMP parallel zur Standardmethode eingesetzt, um die Verfahren noch intensiver zu vergleichen. „Die Diagnose beim Menschen stellt eine viel größere Herausforderung dar“, sagt Rovnak.

Bei Mücken klappt der Nachweis gut

Bei Mücken, die das Zika-Virus übertragen, gelingt der Nachweis sehr gut. Auch in menschlichen Körperflüssigkeiten wie Speichel, Urin, Blut, Plasma oder Sperma entdeckt LAMP künstlich eingeschleusten genetischen Code des Zika-Virus zuverlässig. Eine größere Fehlerquote gab es jedoch, als die Forscher Proben von infizierten Menschen untersuchten. Rovnak und Kollegen führen dies zum Teil darauf zurück, dass die Proben eingefroren waren. Sie sind zuversichtlich, ihr Verfahren noch verbessern zu können: So erhöhte sich die Nachweisquote deutlich, nachdem die Wissenschaftler Plasmaproben mit DNase behandelt hatten.

Impfstoffsuche läuft unter Hochdruck

Im Februar 2016 hatte die Weltgesundheitsorganisation (WHO) wegen des Zika-Virus zeitweise einen öffentlichen Gesundheitsnotstand internationalen Ausmaßes ausgerufen. Seitdem versuchen zahlreiche Forscher, Mittel gegen die Ausbreitung des Virus zu finden. Bis zu 1,5 Millionen Menschen steckten sich bei einer Epidemie 2015/2016 vor allem in Brasilien mit dem von der Gelbfiebermücke Aedes aegypti übertragenen Zika-Virus an. Bei schwangeren Frauen kann es schwere Schädelfehlbildungen (Mikrozephalie) beim Embryo verursachen. In diesem Jahr sind die Infektionszahlen nach Angaben der dortigen Regierung um rund 95 Prozent zurückgegangen. Dies könnte damit zusammenhängen, dass einmal Infizierte als immun gelten.

Seit 2015 hat sich das Virus nach WHO-Daten in Dutzenden Ländern vor allem Mittel- und Südamerikas ausgebreitet, auch in den USA gibt es inzwischen nicht nur eingeschleppte, sondern direkt im Land durch Mücken übertragene Fälle. Vereinzelt werden Infektionen aus Südostasien gemeldet, unter anderem aus Thailand, den Philippinen, Malaysia und den Malediven. Zika-Infektionen kommen zudem auch im tropischen Afrika vor.

Unter Hochdruck läuft die Suche nach Impfstoffen: Die Gesundheitsbehörde NIH berichtete 2016, dass ein erster bei Affen erfolgreicher Kandidat an Menschen getestet werde. Auch anderswo wird an potenziellen Wirkstoffen geforscht.