Sicheres Ergebnis in nur vier Minuten: neuer Corona-Antikörpertest
Ein interdisziplinäres Forschungsteam der TU München hat einen neuen Schnelltest zum Nachweis von SARS-CoV-2-Antikörpern entwickelt. Mit der Microarray-Analyse lassen sich die verschiedenen Antikörper sicherer ermitteln – und das in kürzerer Zeit.
Ein neuer Antikörper-Schnelltest soll dabei helfen, die Corona-Pandemie noch wirkungsvoller zu bekämpfen.
Foto: Sebastian Kissel / TUM
Immer mehr Menschen in Deutschland sind gegen das SARS-CoV-2-Virus (Corona-Virus) geimpft oder davon genesen. Deshalb gewinnt die Ermittlung von sogenannten Antikörpern in diesem Zusammenhang verstärkt an Bedeutung. Mit solchen Tests ist feststellbar, ob ein Mensch nach überstandener Infektion noch durch ausreichend Antikörper geschützt ist und wann in diesem Fall eine Impfung notwendig wird. Ebenfalls lässt sich damit herausfinden, wie gut ein Mensch auf eine Immunisierung durch Impfung reagiert hat. Doch bei diesen sogenannten Antigentests sind zahlreiche Arbeitsschritte erforderlich. Das macht diese Tests entsprechend teuer. Darüber hinaus muss man sich vorab entscheiden, auf welche Art der Immunisierung getestet werden soll – nach Impfung oder nach überstandener Infektion. Beides zugleich ging bisher nicht.
Insgesamt mehr als 20 verschiedene solcher Testverfahren gibt es bereits in Deutschland. Dabei variiert die Wartezeit, bis das Ergebnis vorliegt, zwischen zehn Minuten und zweieinhalb Stunden. Zudem lieferten kommerzielle Antikörpertests durchaus falsch negative oder falsch positive Ergebnisse. Das liege aus Sicht der Forschenden der Technischen Universität München (TUM) hauptsächlich daran, dass in diesen Tests nur ein Antigen berücksichtigt würde. Sie haben deshalb einen Antikörper-Schnelltest entwickelt, mit dem der Nachweis schneller, kostengünstiger und sicherer sein soll. Sie nennen ihn CoVRapid. Nach eigenen Angaben liege das Ergebnis aktuell schon nach acht Minuten vor. Geplant sei aber, diese Bearbeitungszeit auf mindestens vier Minuten zu reduzieren. Dieser Schnelltest weist hochempfindlich und hochspezifisch die drei wichtigsten Antikörper nach.
Proben auf Mess-Chip auftragen – verschiedene Antikörper feststellbar
Das interdisziplinäre Forschungsteam der TUM, angeführt vom Lehrstuhl für Analytische Chemie und Wasserchemie, hat bei der Entwicklung des neuen Antikörper-Schnelltests eng mit der Firma ISAR Bioscience aus Planegg bei München zusammengearbeitet. Auf einem folienbasierten Mess-Chip können die Forschenden mithilfe der Microarray-Analyseplattform MCR der Münchner Firma GWK Präzisionstechnik GmbH die notwendigen Werte ermitteln. Nur wenige Minuten nachdem eine Blutprobe in das Gerät eingegeben wurde, zeigt es das entsprechende Messergebnis an. Konkret analysieren die Forschenden sogenannte IgG-Antikörper gegen ein Proteinfragment der SARS-CoV-2-Rezeptor-Bindungsdomäne (RBD), das Spike-Protein (S1-Fragment) und das Nukleokapsid-Protein (N). ISAR Bioscience liefert die benötigten Viren-Proteine, die die Experten biotechnologisch eigens dafür herstellen.
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Der Vorteil: Auch Proteine neuer Mutanten können auf dem Chip einfach und schnell integriert werden, um auch diese Varianten zu testen. Dabei ist das Verfahren, mit dem die Forschenden die für den analytischen Einsatz modifizierten Proteine auf dem Mess-Chip aufbringen, seit vielen Jahren bewährt. „Auf dieser Technologie-Plattform haben wir bereits zuverlässige Schnelltests für Antibiotika in Milch und für Legionellen entwickelt“, sagt Michael Seidel, Leiter der Arbeitsgruppe Bioanalytik und Mikroanalytische Systeme am Lehrstuhl für Analytische Chemie und Wasserchemie der TUM. „Das System hat sich bereits im Praxiseinsatz bewährt. Unser CoVRapid-Schnelltest könnte daher in kürzester Zeit in Kliniken, Praxen und Forschungslaboren zum Einsatz kommen.“
Antikörpertests auch bei anderen Erkrankungen einsetzbar
Der neu entwickelte Test des interdisziplinären Forschungsteams kann darüber hinaus sogar die Menge an Antikörpern genau bestimmen. Das ist möglich, da mit der Microarray-Technologie bis zu 100 Messpunkten auf einem Chip untergebracht werden können. Das macht das System so hochempfindlich und ermöglicht damit diese Tests. „In der aktuellen Forschung stellen sich Fragen wie: Wie gut wirken die Impfungen? Wie lange hält die Immunität an? Nach welcher Zeit muss nachgeimpft werden? Mit seiner hohen Empfindlichkeit wird unser CoVRapid helfen, auf diese Fragen Antworten zu finden“, sagt Julia Klüpfel, Erstautorin der Studie zu den Ergebnissen des CoVRapid. Die Forschenden planen langfristig, noch weitere Erreger in die Testung mit aufzunehmen. Dann könnte zum Beispiel auch der Erfolg einer klassischen Influenza-Impfung mit diesem Test noch einmal überprüft werden.
Das Forscherteam ist sich sicher, durch den vollautomatisierten Prozess, den Test problemlos in Krankenhäusern, Arztpraxen oder Impfzentren durchzuführen. Er sei ein wertvolles Werkzeug, um weitere Erkenntnisse zu SARS-CoV-2, die Wirkung von Impfungen und den Schutz nach überstandener Infektion zu erlangen. Das Projekt CoVRapid des interdisziplinären Forschungsteams der TUM wurde durch die Bayerische Forschungsstiftung (BFS) gefördert.
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