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Coronavirus: Dresdner Forscher wollen das PCR-Test-Problem lösen


Dresdner Forscher wollen das PCR-Test-Problem lösen

  • Melanie Rannow
Von Melanie Rannow

Aktualisiert am 01.02.2022Lesedauer: 4 Min.
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Corona-Test (Symbolbild): Wegen steigender Infektionszahlen kommen die Labore bei den PCR-Tests längst nicht mehr hinterher. Gibt es Alternativen?
Corona-Test (Symbolbild): Wegen steigender Infektionszahlen kommen die Labore bei den PCR-Tests längst nicht mehr hinterher. Gibt es Alternativen? (Quelle: Sven Simon/imago-images-bilder)
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Zu einer sinnvollen Strategie gegen Corona gehören neben Impfungen auch zuverlässige Tests. Doch vor allem bei der PCR-Testung hakt es aktuell. Forscher der TU Dresden entwickeln derweil eine Alternative.

Die Zahl der PCR-Tests bringt hierzulande viele Labore an ihre Grenzen. Einige können 24- und selbst 48-Stunden-Fristen nicht mehr einhalten. Antigen-Schnelltests können da nur bedingt eine Entlastung schaffen. Sie bergen im Gegensatz zur PCR das Risiko, geringe Viruslasten nicht so zuverlässig nachzuweisen.


Omikron-Variante: Was wir bisher wissen

Seit November 2021 ist die Omikron-Virus-Variante bekannt. Erstmals nachgewiesen wurde sie in Südafrika. Mittlerweile dominiert Omikron das Pandemiegeschehen weltweit.
Die Weltgesundheitsorganisation WHO hat Omikron als "besorgniserregend" eingestuft. Diese Klassifizierung ist ein Signal, dass eine Variante ansteckender ist oder zu schwereren Krankheitsverläufen führt. Außerdem besteht bei "besorgniserregenden Varianten" die Gefahr, dass herkömmliche Impfungen oder Medikamente weniger wirksam sind.
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Die Lösung könnte ein neu entwickelter Test sein, der die Vorteile der Antigen-Schnelltests mit denen der PCR-Tests kombiniert. Wissenschaftler der Technischen Universität Dresden (TUD) arbeiten an einem solchen Verfahren. Im Gespräch mit t-online erklärt Prof. Andreas Richter von der TUD, wie dieses funktioniert.

t-online: Deutschland hat aktuell ein großes Testproblem. Viele Labore sind völlig überlastet und PCR-Tests sind nicht mehr für alle verfügbar. Wie kommt es dazu?

Andreas Richter: Wir setzen aktuell auf zwei große Testverfahren, die beide Vor- und Nachteile mit sich bringen. Die Antigentests sind überall durchführbar – zu Hause, beim Arzt, in Apotheken oder in Testzentren. Dort hat man die Ergebnisse in 20 Minuten. Sie sind relativ preiswert, aber ziemlich unzuverlässig. 40 bis 50 Prozent dieser Tests sind falsch-positiv oder falsch-negativ. Das ist eigentlich inakzeptabel.

PCR-Tests sind deutlich genauer, aber auch deutlich komplizierter in der Anwendung. Das Problem hierbei ist der Aufwand – eine Kette aus Testrobotern, Fachpersonal und Nachweischemie.

Worin liegen die größten Schwierigkeiten bei diesen Komponenten?

Die Testroboter sind relativ teure Geräte, die – je nach Leistung – ab 250.000 Euro bis hin zu einer Million Euro kosten und nur von Fachpersonal bedient werden können. Die Nachweischemie ist komplizierter herzustellen und vor allem nicht ausreichend verfügbar. Das war das größte Problem in der Vergangenheit. Und diese Kette sorgt eben dafür, dass man nicht beliebig viele PCR-Tests machen kann.

(Quelle: privat)


Prof. Andreas Richter leitet die Professur für Mikrosystemtechnik an der Technischen Universität Dresden.

Bundesgesundheitsminister Karl Lauterbach hat erst vor Kurzem auf eine erste Alternative verwiesen: der sogenannte PoC-PCR-Test. Wie vielversprechend ist diese Methode? Löst sie das Ressourcenproblem?

PoC steht für "Point of Care". Das sind kleinere Anlagen, die in der Anschaffung etwa 15.000 Euro kosten. Das Testergebnis erhält man hierbei theoretisch nach 15 bis 20 Minuten. In der Vergangenheit wurden aber schwer nachvollziehbare Entscheidungen bei der Vergütung der Tests getroffen. Das hat Herr Lauterbach nun zumindest indirekt korrigiert und gesagt, wir müssen die Testkapazitäten erhöhen.

Doch die PoC-PCR-Tests werden auch nicht in der Lage sein, den Bedarf zu stillen. Erstens gibt es die dafür nötigen Geräte gar nicht in der erforderlichen großen Anzahl. Und zweitens müssten dann auch die Arztpraxen diese Investitionen von 15.000 Euro stemmen.

Da kommen Sie ins Spiel. Ihr Forschungsteam entwickelt derzeit eine weitere Alternative zum PCR-Test – den PCR-Schnelltest. Was steckt dahinter?

Es gibt eine neue Entwicklung im Bereich der Nachweischemie, die wir uns zunutze machen. Das nennt sich Lamp-Verfahren (loop-mediated isothermal amplification, auf Deutsch "loop-vermittelte isothermale Amplifikation") und ist eine Alternative zu PCR.

Bei Lamp braucht man das komplizierte PCR-Verfahren mit 20, 30, 40 Nachweiszyklen und der Bestimmung des Ct-Wertes nicht. Und weil diese Voraussetzung erfüllt ist, können wir mit einer zweiten Erfindung, die wir in Dresden gemacht haben, aufwarten und diese anwenden.

Was genau hat das Forscherteam erfunden?

Wir haben chemische Schaltkreise entwickelt, die durch Chemikalien gesteuert werden. Damit können wir Chips herstellen, die das richtige Testprogramm vorher berechnen, es dann selbständig durchführen und das Ergebnis anzeigen.

So haben wir die Grundlage dafür gelegt, dass der Bedarf an Nachweischemikalien bis zu 90 Prozent sinkt und kein Fachpersonal mehr benötigt wird. Auch das Zeitproblem wird gelöst: Die Testzeit beträgt 20 Minuten und ist damit vergleichbar mit den Antigen-Schnelltests.

Schneller, günstiger, ressourcenschonender – ist der Test aber auch genauso zuverlässig?

Ja, der große Vorteil ist, dass diese Methode genauso empfindlich und damit so genau ist wie der PCR-Test.

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Und wo kann der Test durchgeführt werden? Auch selbstständig zu Hause?

Der Test kann überall gemacht werden, man benötigt kein Equipment. Ich bin kein Fan von Selbsttests, aber ja, das geht. Man nimmt einen Nasen- oder Rachenabstrich und am Ende wird das Testergebnis einfach abgelesen wie bei den herkömmlichen Antigen-Tests.

Auf chemische Reaktionen programmiert: Der Chip der Dresdner TU Forscher soll PCR-Schnelltests ermöglichen.
Auf chemische Reaktionen programmiert: Der Chip der Dresdner TU Forscher soll PCR-Schnelltests ermöglichen. (Quelle: TU Dresden)

Wie weit ist der Test denn in der Erprobung? Das heißt, wann könnte er bereitstehen?

Der Test wird gerade entwickelt und wird vom Freistaat Sachsen und von der Europäischen Union in einem Spezialprogramm zur Bekämpfung der Corona-Pandemie gefördert. Der Zulassungsprozess müsste schnellstmöglich angeschoben werden und dann könnte es im nächsten Jahr so weit sein.

Für die aktuelle und möglicherweise nächste Corona-Welle in diesem Jahr können wir also leider noch nicht mit den neuen Tests rechnen …

Das ist richtig. Für die aktuelle Corona-Welle und die vielleicht nächste würden die Tests nicht zur Verfügung stehen. Aber wir hätten damit noch andere Möglichkeiten, etwa für weitere Pandemien, und auch zum Nachweis anderer Viren sind sie geeignet.

Der Test kann also auch andere Erreger nachweisen?

Ja, der Chip ist nicht coronaspezifisch und kann mit anderen Nachweischemikalien kombiniert werden. Er ist letztlich ein Schaltkreis, der unterschiedliche Softwareprogramme, hier unterschiedliche Nachweischemie, verarbeiten kann. Das heißt, sehr viele Viren lassen sich mit der Testmethode nachweisen.

Wir untersuchen auch gleichzeitig andere respiratorische Erkrankungen. Wir testen also, ob es Covid, Grippe oder ein grippaler Infekt ist. Die haben ja vergleichbare Symptome.

Denken Sie, dass Deutschlands Testproblem damit gelöst werden könnte und wir die aufwendige PCR-Testung in Zukunft nicht mehr benötigen?

Ich denke, es wird auf eine Parallelentwicklung hinauslaufen. Die Testroboter in den großen Zentren, die stehen ja nach wie vor da. Die Chips, die wir entwickeln, werden aber dafür sorgen, dass der Hausarzt mehr und schneller selbst testen kann. Denn man kann so viele Testchips herstellen, wie man benötigt. Da gibt es keine Limitationen.

In solchen Krisensituationen, wie wir sie jetzt haben, wird es also sicher immer einen Test-Mix geben. Es ist immer am besten, viele verschiedene Testmöglichkeiten zu haben.

Herr Richter, vielen Dank für das Gespräch!

Wichtiger Hinweis: Die Informationen ersetzen auf keinen Fall eine professionelle Beratung oder Behandlung durch ausgebildete und anerkannte Ärzte. Die Inhalte von t-online können und dürfen nicht verwendet werden, um eigenständig Diagnosen zu stellen oder Behandlungen anzufangen.
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Verwendete Quellen
  • Interview mit Prof. Andreas Richter
  • Pressemitteilung der TU Dresden
  • Eigene Recherche
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Von Laura Stresing, Cem Özer, Sandra Simonsen
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