Einfacher Feldtest deckt Erreger auf

17. Februar 2013, 13:17
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Kanadische Forscher kombinieren künstliche DNA-Moleküle und Goldnanopartikel - Nachweis von Bakterien, Viren wie auch Parasiten

Wien - Um die Verbreitung gefährlicher Infektionskrankheiten zu verhindern, müssen diese rechtzeitig erkannt werden. Sehr oft, in entlegenen Gebieten oder ärmeren Ländern zum Beispiel, stehen aber teure Laborausstattung und geschultes Personal nicht zur Verfügung. Kyryl Zagorovsky und Warren C. W. Chan von der Universität Toronto (Kanada) haben eigenen Angaben zufolge nun einen raschen und zuverlässigen Test für den Feldeinsatz entwickelt, der Infektionskrankheiten wie Malaria und Syphilis entdecken kann.

Der Test basiert auf dem Einsatz von DNAzymen, künstlichen DNA-Molekülen, und Goldnanopartikeln. Wie die Forscher in der Zeitschrift "Angewandte Chemie" berichten, lassen sich damit sowohl Bakterien und Viren als auch Parasiten nachweisen.

Kombination zweier Techniken

Die kanadischen Forscher haben zwei moderne Techniken auf neuartige Weise miteinander kombiniert: Zur Detektion setzen sie Goldnanopartikel (GNPs) ein, zur Signalverstärkung DNAzyme. Goldnanopartikel absorbieren Licht; die Wellenlänge hängt davon ab, ob sie als separate Teilchen oder Aggregate vorliegen. Den Farbwechsel kann man mit bloßem Auge erkennen. Eine Lösung vereinzelter Partikel wirkt rötlich, Aggregate zeigen blauviolette Färbung.

DNAzyme sind künstliche DNA-Moleküle, die andere Nukleinsäuremoleküle enzymtisch spalten können. Die Forscher zerlegen ein solches DNAzym in zwei inaktive Hälften, die beide selektiv an einen spezifischen Genabschnitt des gesuchten Erregers binden, somit wieder vereint und aktiviert werden.

Das entwickelte Testverfahren

Für das Testverfahren stellten die Wissenschafter zwei Sätze von GNPs her, an die sie zwei verschiedene Typen von DNA-Strängen, Typ A und Typ B, knüpften. Zudem synthetisierten sie ein dreiteiliges "Verbindungsstück" aus DNA: Das eine Ende ist das Gegenstück zur DNA von Typ A, das zweite Ende das Gegenstück zu Typ B. Der Mittelteil wurde so konstruiert, dass er von aktivierten DNAzymen gespalten werden kann.

Und so funktioniert der Test: Ist die untersuchte Probe frei vom gesuchten Erreger, bleiben die DNAzyme inaktiv. Die Verbindungsstücke bleiben heil, docken mit ihren beiden Enden jeweils an ein GNP und vernetzen die GNPs zu größeren Aggregaten, die Lösung wird blauviolett. Ist der Krankheitserreger dagegen in der Probe, werden die DNAzyme aktiviert und spalten die Verbindungsstücke. Nun docken nur noch Bruckstücke an die DNA-Stränge der GNPs an, die diese nicht miteinander verbinden können. Die Lösung bleibt rötlich.

Das neue Testprinzip ist den Forschern zufolge einfach, kostengünstig und für jede Art von Krankheitserreger herstellbar, was sie anhand des Nachweises von Gonorrhoe, Syphilis, Malaria und Hepatitis B zeigen konnten. In gefriergetrocknetem Zustand seien die Reagenzien problemlos haltbar – eine wichtige Voraussetzung für den Einsatz vor Ort. (red, derStandard.at, 17.2.2013)

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