Papiertest erkennt Ebola-Stämme in nur 30 Minuten

Ein neues DNA-programmiertes Löschpapier erkennt eine Ebola-Infektion binnen 30 Minuten. Das Team um Jim Collins beziffert die Kosten auf 20 Dollar. Die Forscher nutzen eine Kombination aus biologischen Bestandteilen wie der RNA. Die Flüssigkeit lässt sich gefriergetrocknet auf Papier aufbringen. Das biologische Puder lässt sich - wie eine Instantsuppe - einfach durch das Hinzufügen von Wasser aktivieren.

Bakterien in Zellspione umprogrammiert

«Nach dem Anfeuchten funktionieren diese biologischen Kreisläufe in den kleinen Papierkreisen wie in einer lebenden Zelle», erklärt Collins. Bereits im Jahr 2000 hatte er nachgewiesen, dass genetische Schaltungen ähnlich hergestellt werden können, wie auch elektrische Schaltungen programmierbar sind. Bakterien wurden nun zu Zellspionen umprogrammiert, die die Ereignisse im Darm von Tieren aufzeichnen.

Bis jetzt war für die Diagnose von Ebola und Co Spezialwissen erforderlich. Daher konnten nur wenige Labore diese Techniken auch einsetzen. Mit der neuen in «Cell» veröffentlichten Studie sollen die Verfahren der Synthetischen Biologie zugänglicher werden.




Bei den in der pulversierten biochemischen Suppe enthaltenen Substanzen handelt es sich unter anderem um einfache Enzyme.

Wesentlich flexiblere Gen-Schaltkreise

Collins ist es in Kooperation mit Peng Yin vom Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering auch gelungen, ein Verfahren zur Programmierung der RNA zu entwickeln. Die Infos dieser molekularen Verwandten der DNA werden von den Ribosomen ausgewertet. Damit werden die Gen-Schaltkreise wesentlich flexibler als früher.

Diese neue Art der RNA kann laut Collins dazu gebracht werden, auf jeden beliebigen biochemischen Input zu reagieren und dann den Rest der genetischen Maschinerie zu starten. «Damit steht uns ein programmierbarer Sensor zur Verfügung, der sehr rasch und einfach eingesetzt werden kann. Der Ebolatest gilt dabei als Machbarkeitsbeweis.»

In Summe 24 Sensoren entwickelt

«Innerhalb von nur zwölf Stunden ist es zwei Teammitgliedern gelungen, 24 Sensoren zu entwickeln, die verschiedene Bereiche des Ebola-Genoms erkennen und zwischen den Stämmen aus dem Sudan und Zaire unterscheiden können», so Collins. Es könnte jedoch noch Monate dauern, bis sich ein konventioneller Test auf Antikörper entwickeln lässt.

Der Test ist einfach wie zuverlässig. Das Papier verändert binnen 30 Minuten seine Farbe. Er kann derzeit jedoch nicht in den Ebola-Gebieten eingesetzt werden. Die Entwicklung eines entsprechenden Tests ist Collins nach aber kein Problem.

Der Preis sei nicht das einzige Argument dafür. Die gefriergetrockneten Schaltkreise sind bei Zimmertemperatur stabil. Das wäre vor allem in Regionen ein Vorteil, wo elektrischer Strom nicht zuverlässig zur Verfügung steht, und auch dort relevant, wo es keine Kühlschränke gibt.