Alternativen zur PCR

LAMP als sicherer und günstiger Pappkarton-COVID-Test?

Düsseldorf - 14.02.2022, 09:15 Uhr

Beim Cap-iLAMP-Testverfahren durchlaufen bis zu 26 Gurgel-Proben kombinierte Lyse, Ziel-RNA-Anreicherung und LAMP (iLAMP). Die Farbtonwerte werden mit einer „Kamera-Farbpicker“-App ermittelt. (Quelle: Bokelmann et al., Nature Communications 2021 (CC-BY 4.0))

Gleich mehrere Forschungsgruppen weltweit veröffentlichen ihre Ergebnisse, neue günstige und zuverlässige Tests auf den COVID-19-Erreger SARS-CoV-2 gefunden zu haben. Mit dem Smartphone und auch unter eher ärmlichen Bedingungen – ohne teure Geräte und Reagenzien – sollen sie auswertbar sein und damit besonders für Entwicklungsländer geeignet. Doch es gibt auch Kritik.

RT-qPCRs - also „Reverse Transcriptase quantitative Polymerasekettenreaktion“ – oder einfacher „der PCR-Test“ sind immer noch der (Gold-)Standard, wenn es um einen sicheren negativen Test auf den Corona-Erreger SARS-CoV-2 geht. Und sie sind teuer, vergleichsweise aufwändig und mittlerweile zumindest in Deutschland knapp – jedenfalls was die Testkapazitäten angeht.

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PCR-Pool-Test statt Schnelltest aus der Apotheke?

Einfachere und vor allem günstigere Alternativen sind daher gefragt, nicht nur in Deutschland, sondern wohl auch in den USA, wo PCR-Tests offensichtlich schnell das Konto belasten, wie ein Artikel im Online-Technikmagazin Gizmodo.com nahelegt.

Und so gelangen die Veröffentlichungen von Wissenschaftler:innen schnell in unter anderem jene Schlagzeilen, als mögliche sichere und günstige neue Alternativen im Spektrum der notwendigen Tests auf den COVID-19-Erreger. Im Falle des Gizmodo-Artikels, auf den sich auch das deutsche Technik-Magazin t3n bezieht, ist es die jüngst erschienene Arbeit von Forscher:innen der US-amerikanischen University of California in Santa Barbara in der Online-Ausgabe des Fachmagazins JAMA (Journal of the American Medical Association).

Heizplatte, Pappkarton und Smartphone als Test-Ausstattung

Einen „Smartphone-Based Loop-Mediated Isothermal Amplification Assay“ kurz „smaRT-LAMP“ haben die Forscher:innen dabei in einer Kohortenstudie an 50 Patient:innen des Santa Barbara Cottage Hospitals auf seine Zuverlässigkeit hin untersucht. Das besondere dabei: der smaRT-LAMP wurde von den Forscher:innen bewusst als ein Low-Tech-Produkt konzipiert, das im Wesentlichen mit einer Heizplatte, einem Pappkarton, LED-Lampen, einem Smartphone und stabilen einfacheren Reagenzien auskommt. So soll das Test-Kit auch etwa unter einfacheren Bedingungen etwa in Entwicklungsländern als PoC-Test (Point of Care, also „Vor Ort“ etwa in der Praxis oder der Apotheke) zum Einsatz kommen können.

PoC-NAT, also Point of Care-Nukleinsäure-Amplifikations-Tests, bekommen auch hierzulande als Alternative zur laborgestützten RT-qPCR Konjunktur. Unter dem Oberbegriff NAT gruppieren sich mehrere verschiedene Techniken und auch LAMP ist dabei eine der Nukleinsäure-Amplifikations-Technik, die bereits in vorgefertigten Test-Kits kommerziell erhältlich ist. Dieser Loop-Mediated Isothermal Amplification Assay ist dabei keine neue Technik. Die Publikation der Erfinder:innen um den japanischen Forscher Tsugunori Notomi aus dem Fachmagazin „Nucelic Acids“ Research datiert bereits auf das Jahr 2000.

Bei der LAMP-Technik werden im Gegensatz zur PCR-Technik DNA-Fragmente bei nur einer Temperatur, also „isotherm“, vervielfältigt (amplifiziert). Dabei entstehen stabile Stem-Loop-DNA-Strukturen – diese Technik eignet sich also nur zur Diagnostik, nicht für gentechnische Methoden. LAMP basiert dabei auf einer anderen Polymerase als die herkömmliche PCR und benutzt bis zu sechs Primer für die zu detektierende Sequenz. Dadurch ist sie allerdings auch recht spezifisch und liefert durch einen Farbumschlag einer Testchemikalie, die mit der DNA interagiert, einfach zu detektierende Ergebnisse. Als ein Schwachpunkt der Technik gelten allerdings falsch positive Signale nach einer zu langen Reaktionszeit durch Dimerisation der Primer.