Coronavirus: Wie funktionieren die Testsysteme?

Albstadt/Sigmaringen. Ein Schwerpunkt im Masterstudiengang Biomedical Sciences an der Hochschule Albstadt Sigmaringen sind nukleinsäurebasierte Assaysysteme/Testsysteme. Studiendekan Prof. Dr. Jörg Bergemann erklärt, wie solche Tests funktionieren und welche Rolle sie beim Nachweis von Infektionen mit dem neuartigen Coronavirus spielen.

Was sind Nukleinsäuren?

Nukleinsäuren sind die wichtigsten Biomoleküle in unserem Körper, sie stellen den Ursprung allen Lebens dar. Ihre zentrale Rolle ist die Speicherung und Verarbeitung der genetischen Information. Es gibt zwei Hauptgruppen von Nukleinsäuren: die DNS und die RNS, die sich strukturell und funktionell voneinander unterscheiden. Beide Formen sind aber aus lediglich vier verschiedenen Bausteinen, den Nukleotiden, aufgebaut. Diese werden zu langen linearen Ketten verknüpft, und in deren individueller Abfolge liegt ein wesentlicher Teil der genetischen Information.

Wie kann sich die Medizin dies bei der Diagnostik des Coronavirus zunutze machen?

Viele Untersuchungsmethoden der Molekularbiologie beruhen auf der Identifizierung und Charakterisierung von Nukleotidsequenzen. Die zentrale Methode ist die sogenannte Polymerasekettenreaktion (PCR). Sie erlaubt es unter anderem, aus einer sehr geringen Anzahl von Ausgangsmolekülen eine große Anzahl identischer Kopien herzustellen. Hierdurch ist es unter anderem möglich, bestimmte Nukleinsäuren eindeutig nachzuweisen. Auch in der aktuellen Coronavirus-Krise ist die PCR-Technologie von zentraler Bedeutung in der Diagnostik und bei therapeutischen Anwendungen. Nukleinsäuren kommen in allen lebenden Organismen vor und auch in Viren. Über die Entwicklung belastbarer PCR-Systeme konnten sehr schnell zuverlässige Nachweissysteme für SARS-CoV-2-Viren bereitgestellt werden. Die Verwendung dieser Methoden für Untersuchungen an Rachenabstrichen stellt den Goldstandard in der Diagnostik dar und ist von zentraler Bedeutung, um diese bedrohlichen Infektionen hoffentlich bald unter Kontrolle zu kriegen. Außerdem kann mithilfe von PCR-Methoden auch nachgewiesen werden, warum sich die Krankheitsverläufe bei diesen viralen Infektionen massiv unterscheiden können und spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Therapeutika.

Weiterführende Informationen: PCR-Methoden sind zentraler Bestandteil der Lehre im Masterstudiengang Biomedical Sciences an der Hochschule Albstadt-Sigmaringen und zeichnen sich durch vielfältige Anwendungsmöglichkeiten aus. Beispiele sind u.a. der „genetische Fingerabdruck“, der Nachweis von Allergenen in Lebensmitteln, die therapiebegleitende Charakterisierung von Tumormaterial, Krebsfrüherkennung und der Nachweis genotoxischer Wirkungen (Bioverträglichkeit). Zudem wird diese Methode in der medizinischen Forschung häufig eingesetzt, um spezielle Gendysfunktionen (Krankheitsbilder) zu untersuchen. Auch in mehreren Bachelorstudiengängen an der Fakultät Life Sciences, besonders im Studiengang Bioanalytik, spielen die beschriebenen Methoden eine Rolle in der Lehre