Ebola: Virusnachweis mittels PCR-Methode

8. August 2014, 13:50
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Um das Virus nachzuweisen erhitzt man die Proben, wodurch sich die DNA-Doppelstränge trennen und besser untersucht werden können

Für den Nachweis einer Ebola-Infektion werden Methoden verwendet, welche das Virus direkt im Blut oder in Körperflüssigkeiten detektieren können. Der Clou an dem Verfahren ist die sogenannte PCR-Methode (Polymerase Ketten Reaktion), die via ihrem US-Erfinder Kary Mullis 1993 mit dem Chemienobelpreis ausgezeichnet wurde.

Von Stecknadeln und Haufen

Gleich, ob die Wissenschafter Krankheitserreger suchen, ob sie nachweisen wollen, ob ein Neugeborenes einer HIV-positiven Mutter auch Aids-infiziert ist, oder ob sie die genetische Struktur eines seit seinem Tod tiefgefrorenen 40.000 Jahre alten Mammut entschlüsseln wollen: Solche wissenschaftlichen Arbeiten gleichen einer Suche nach der berühmten "Stecknadel im Heuhaufen". Der Trick der PCR-Methode: Man macht aus einer einzigen "Stecknadel" einen ganzen "Stecknadel-Haufen".

Immer wenn es darum geht, geringste Spuren von Erbsubstanz nachzuweisen, wird dieses Verfahren mittlerweile verwendet. Mullis schoss nach eigenen Angaben die Idee für die Methode plötzlich während einer langen nächtlichen Autofahrt im Süden Kaliforniens ein.

Erhitzung auf 94 Grad

Und so funktionierte das Verfahren in seiner Basis-Form: Man nimmt das Probenmaterial - etwa auf der Suche nach enthaltenen Bakterien oder Viren - und erhitzt es auf 94 Grad Celsius. Sind Erreger enthalten, trennen sich bei dieser Temperatur die Doppelstränge von deren Erbinformation DNA in zwei einander ergänzende Einzelstränge auf. Die Probe wird auf 40 bis 60 Grad abgekühlt. Hinzugefügt werden kurze Einzelstücke der gesuchten DNA (Primer). Sie lagern sich an den beiden Strängen an.

Schließlich wurden am Beginn der Verwendung des Verfahrens das von Heißwasser-Bakterien (Thermus aquaticus) stammende Enzym Taq-Polymerase (hier gibt es mittlerweile künstlich hergestellte ähnliche Enzyme) und die DNA-Bestandteile - die Basen Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin bzw. Vergleichbares für RNA - hinzu. Die Probe wird dann wieder auf rund 70 Grad erhitzt. Die Polymerase ergänzt unter Verwendung der Basen von den Primern beginnend die beiden DNA-Einzelstränge zu zwei kompletten DNA-Doppelsträngen.

Genug Material

Fazit: Aus einer Bakterien-DNA-Kopie (Virus-RNA oder DNA) wurden zwei. Dieser Ablauf wird Dutzende Male wiederholt. Nach 20 solcher Zyklen hat man rund eine Million derartiger für den Nachweis benötigte Kopien, nach 30 Zyklen rund eine Milliarde. Plötzlich ist genug "Material" für die Laborarbeit da. Erst danach erfolgen jene Tests, mit denen dann die Erbsubstanz der spezifischen Erreger nachgewiesen wird.

Die US-Gesundheitsbehörde FDA hat ein solches vom amerikanischen Militär entwickeltes Testverfahren zugelassen. Der Test trägt den Namen "DoD EZ1 Real-time RT-PCR Assay", worin eben auch PCR-Schritte als integraler Bestandteil enthalten sind. In Europa hat zum Beispiel für den Ebola-Nachweis das Hamburger Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin die entsprechenden Testansätze unter Benutzung der Polymerase-Chain-Reaction (PCR) etabliert. (APA, derStandard.at, 8.8.2014)

  • Das Ebola-Virus ist ähnlich schwer zu finden wie eine Stecknadel im Heuhaufen.
    foto: ap photo/antwerp institute of tropical medicine

    Das Ebola-Virus ist ähnlich schwer zu finden wie eine Stecknadel im Heuhaufen.

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