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Kostengünstig in der Herstellung und einfach anzuwenden – ein neu entwickelter Teststreifen könnte den Nachweis einer COVID-19-Infektion revolutionieren. Insbesondere für ländliche oder einkommensschwache Gebiete erscheint die neue Testvariante sehr attraktiv.

Ein interdisziplinäres Team unter der Leitung von Wissenschaftlern der University of North Carolina at Chapel Hill und der University of California, San Diego, hat einen schnellen und empfindlichen Lateral-Flow-Test entwickelt, der das Potenzial hat, zum Goldstandard für den Nachweis von SARS-CoV-2-Varianten zu werden.

Zuverlässiges Ergebnis innerhalb weniger Minuten

Dieser neue Test mit dem Namen GlycoGrip adaptiert die natürliche Biologie, um das SARS-CoV-2-Virus zuverlässig zu erfassen und einen einfachen und genauen Nachweis einer COVID-19-Infektion innerhalb weniger Minuten zu ermöglichen. „Wir haben die Natur angezapft, um die Virendiagnostik neu zu gestalten”, sagte Ronit Freeman, Mitautorin der Studie. GlycoGrip ist von der natürlichen Biologie der Epithelzellen inspiriert, die vom SARS-CoV-2-Virus angegriffen und infiltriert werden. Diese Zellen sind mit einer dichten Zuckermatrix, der so genannten Glykokalyx, überzogen, und genau dieses Zuckernetz macht sich das Virus zunutze, um eine Infektion zu verursachen.

„Wir haben den Spieß umgedreht, indem wir denselben Zuckermantel, an den das Virus bindet, um die Zellen zu infizieren, dazu nutzen, es auf unseren Sensor zu bannen”, so Freeman. Das Konzept ist intuitiv: Ein Tröpfchen einer Bioflüssigkeit, die das Virus enthält, z. B. Speichel, wird auf ein Ende des Streifens gegeben und fließt an der Oberfläche entlang. Wenn die Flüssigkeit einen zuckerhaltigen Fleck erreicht, kann das Virus nicht anders, als seinem süßen Zahn zu frönen, und bleibt auf diesem speziellen Bereich hängen. Dieser Einschluss wird dann durch mit Goldnanopartikeln behandelte Antikörper signalisiert, die eine visuelle Farbe erzeugen, die eine Infektion anzeigt.

Einblick in biochemische Prozesse

Um besser zu verstehen, wie diese Zuckerpolymere das Virus binden, schloss sich Freeman mit Rommie Amaro, Professorin für Chemie und Biochemie an der University of California, San Diego und Mitautorin, zusammen. Amaro und ihr Team entwickelten rechenintensive Simulationen, die dazu beitrugen, die Mechanismen zu erklären, wie und warum die in den Zellen verankerten Zucker die viralen Spikes binden. „Durch die Verwendung von Ansichten des Spike-Proteins auf atomarer Ebene konnten wir wichtige Bindungsstellen für die Zuckerpolymere der Glykokalyx identifizieren und entschlüsseln, wie sich diese Zucker an verschiedene Spike-Konformationen anpassen”, so Amaro. „Das ist spannend, denn wir haben ein weiteres Geheimnis gelüftet, wie Spike Zellen bindet, um die Infektion zu erleichtern.”

Eine der größten Herausforderungen der laufenden COVID-19-Pandemie ist die Reaktion auf die neuen Varianten des Virus. Für jede neue Mutation müssen neue Tests entwickelt werden. Doch GlycoGrip bietet eine Lösung. Es hat sich beim Testen auf alle bekannten Varianten als wirksam erwiesen. „Wir sind optimistisch, dass GlycoGrip künftige Varianten ebenso einfach erfassen wird”, so Freeman. Für diese neue Technologie wurde ein Patent angemeldet, und das Team sieht über die aktuelle Pandemie hinaus eine Zukunft, in der GlycoGrip kostengünstige und zuverlässige Tests für eine breite Palette von Viren anbieten kann.

Quelle: unc.edu