Bonn: Neues Corona-Testverfahren mit hoher Sensitivität und hohem Durchsatz vorgestellt

Ein neues am Universitätsklinikum Bonn entwickeltes Testverfahren für Sars-Cov-2 kann mithilfe von Sequenziertechnologie eine Vielzahl von Abstrichen gleichzeitig analysieren und hat eine ähnlich hohe Sensitivität wie der gängige qPCR-Test. Die Studienergebnisse sind im renommierten Fachjournal „Nature Biotechnology“ veröffentlicht worden.

Dr. Dr. Ricarda Schmithausen, Prof. Dr. Jonathan Schmid-Burgk, Dr. Kerstin Ludwig, Dr. Per Hoffmann

Das Entwicklerteam hinter dem LAMP-Seq-Verfahren (l-r): Dr. Dr. Ricarda Schmithausen (Institut für Hygiene und Öffentliche Gesundheit), Prof. Dr. Jonathan Schmid-Burgk (Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie), Dr. Kerstin Ludwig (Institut für Humangenetik) und Dr. Per Hoffmann (Institut für Humangenetik)

Universitätsklinikum Bonn / F. Heyder

Um in der Corona-Pandemie das Infektionsgeschehen effektiv überwachen und eindämmen zu können, bleibt neben der Impfung die systematische Testung der Bevölkerung von zentraler Bedeutung. Nur so kann die Ausbreitung des Virus effektiv überblickt und durch gezielte Maßnahmen eingedämmt werden.

Der innovative Corona-Test „LAMP-Seq“, der am Universitätsklinikum Bonn (UKB) entwickelt worden ist, bietet die Möglichkeit viele Menschen regelmäßig auf das SARS-CoV-2-Virus zu testen. „Unser Corona-Test „LAMP-Seq“ ist etwa 100-mal empfindlicher als die aktuell weit verbreiteten Antigen-Schnelltests und fast so sensitiv und spezifisch wie der gängige qPCR-Test“, beschreibt Prof. Dr. Jonathan Schmid-Burgk vom Institut für Klinische Chemie und Klinische Pharmakologie des UKB die Eigenschaften des Testverfahrens, das interdisziplinär mit anderen Forschenden am UKB entwickelt worden ist.

„Hinzu kommt die hohe Skalierbarkeit des Tests. Durch den Einsatz von Sequenziermaschinen lassen sich tausende Proben gleichzeitig analysieren“, so Schmid-Burgk. Das LAMP-Seq-Verfahren erkennt dabei nicht nur Corona-Infektionen mit dem Ursprungsvirus, sondern auch solche mit neuartigen Mutanten der Varianten Alpha bis Delta. An dem Projekt waren unter anderem Mitglieder des Exzellenzclusters ImmunoSensation2, das Institut für Hygiene und Öffentliche Gesundheit, die Life&Brain GmbH sowie das Bundeswehrzentralkrankenhaus Koblenz beteiligt.

Für den „LAMP-Seq“-Test haben die Bonner Wissenschaftler das bereits etablierte LAMP-Verfahren („Loop-mediated Isothermal Amplification“ – Vermehrung des Virusgenoms bei einer konstanten Temperatur) adaptiert und es mit Sequenziermaschinen aus der biomedizinischen Forschung kompatibel gemacht. Im Ergebnis lassen sich viele Proben gleichzeitig im Hochdurchsatzverfahren analysieren. Ermöglicht wird dieses labordiagnostische Verfahren durch eine Innovation von Schmid-Burgk: Bevor tausende Proben in einem Sequenzierlauf zusammen analysiert werden, wird jede einzelne Probe mit einem molekularen Barcode verknüpft. Dieser Barcode sorgt dafür, dass jede Probe auch nach dem Pooling tausender Proben zweifelsfrei zugeordnet werden kann. „Eine Nachtestung des gesamten Pools bei einem positiven Testergebnis ist daher nicht mehr notwendig“, so Dr. Kerstin Ludwig, Emmy-Noether-Gruppenleiterin am Institut für Humangenetik. Diese Technologie senkt die Kosten pro Test im direkten Vergleich zum qPCR-Test deutlich und macht das „LAMP-Seq“-Verfahren zu einem skalierbaren Corona-Massentest.

Bereits kleinere Modelle der eingesetzten Sequenziermaschinen sind in der Lage in einem einzigen Lauf (Dauer: etwa zehn bis zwölf Stunden) rund 10.000 Proben zu analysieren. Damit werden die Laborkapazitäten als limitierender Faktor in der Testung nahezu ausgeschlossen.

In mehreren großen Studien (unter anderem Schul- und Mitarbeitertestung) mit insgesamt rund 20.000 Testungen haben die Bonner Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die gesamte vor- und nachgelagerte Logistik, von der Probennahme per Rachenabstrich bis hin zur volldigitalen Rückmeldung der Testergebnisse ausführlich getestet, optimiert und erfolgreich validiert. Die Dokumentation der Studienergebnisse hat kürzlich einen unabhängigen Peer-Review-Prozess durchlaufen und ist heute im renommierten Fachjournal „Nature Biotechnology“ veröffentlicht worden.

Während die Bonner Forschenden ihr innovatives Verfahren derzeit ganz auf die SARS-CoV-2-Testung ausgerichtet haben, lässt sich „LAMP-Seq“ in Zukunft auch differentialdiagnostisch bei der Testung auf andere Viren wie Influenza A einsetzen und ist auch für weitere Pandemien schnell adaptierbar. Aktuell arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der CE-Kennzeichnung im Rahmen eines Konformitätsbewertungsverfahrens, um den „LAMP-Seq“-Test zeitnah international verfügbar zu machen. Bis diese Zulassung vorliegt, wird das technisch und wissenschaftlich vollständig validierte „LAMP-Seq“-Verfahren weiterhin für Pilot-Testungen eingesetzt.

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Pressemitteilung des Universitätsklinikums Bonn

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