Um eine akute Infektion mit dem Corona-Virus nachzuweisen, werden täglich Tausende Tests auf Basis der Polymerasekettenreaktion (PCR) durchgeführt. Mithilfe dieses molekularen Kopierverfahrens wird in den Abstrichen das Erbgut des Virus nachgewiesen, das aus dem Biomolekül Ribonukleinsäure (RNA) besteht. Die wenigen Virus-RNA-Moleküle werden zunächst in DNA umgeschrieben und dann durch die PCR in zahlreichen Kopierzyklen vervielfältigt. Erst auf diese Weise kann die Existenz des Viren-Erbguts in den Proben ermittelt werden. Die Fachleute sprechen von Real-time RT-PCR. Vier bis fünf Stunden dauert es im Labor, bis ein Testergebnis vorliegt.

Testergebnis in 15 Minuten

Das Münchner Unternehmen GNA Biosolutions hat einen besonders schnellen Coronavirus-Test entwickelt, der nach Firmenangaben spätestens im Juni auf den Markt kommen soll. Der Test könne binnen 15 Minuten ein eindeutiges Ergebnis liefern, ob jemand mit SARS-CoV-2 infiziert sei, sagte der Firmenchef Federico Bürsgens der Süddeutschen Zeitung. Möglich wird der enorme Zeitgewinn durch die sogenannte Laser-PCR-Methode, die bei den wiederholten Aufheiz- und Abkühl-Zyklen zur Anwendung kommt. Bei dem bisher üblichen PCR-Verfahren wird hier immer die gesamte Reaktionsflüssigkeit erwärmt, obwohl eigentlich nur ein paar wenige DNA-Moleküle aufgeheizt werden sollen.

Laserpulse heizen Goldnanopartikel auf

GNA Biosolutions-Forschungschef Joachim Stehr beschreibt in einem bioökonomie.de-Porträt den Clou des von ihm mitentwickelten Laser-PCR-Verfahrens: „Wir halten die gesamte Flüssigkeit auf einer konstanten Temperatur. Mit kurzen Laserpulsen heizen wir Goldnanopartikel auf, an denen die zu vervielfältigenden DNA-Abschnitte hängen“, so Stehr. Das kurze – nur wenige Mikrosekunden dauernde – Aufheizen der Nanopartikel funktioniert etwa eine Million Mal schneller als das bisherige Heizen der gesamten Flüssigkeit. Binnen 15 Minuten kann so der gesamte Prozess abgeschlossen werden, heißt es von GNA Biosolutions.

Technologie-Entwicklung öffentlich gefördert

Der Firma ist eine Ausgründung aus der Abteilung für Photonik und Optoelektronik der Münchner Ludwig-Maximilians-Universität. GNA Biosolutions wurde mehrfach vom Bund in seiner Firmenentwicklung unterstützt. Darunter vom Bundeswirtschaftsministerium und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Im Rahmen der Fördermaßnahme „KMU-innovativ: Biotechnologie - BioChance“ hat das BMBF die Entwicklung der Laser-PCR mit rund 300.000 Euro gefördert.

Nun arbeitet GNA Biosolutions unter Hochdruck an der Produktion mobiler Testgeräte, die beispielsweise an Werkstoren eingesetzt werden könnten, um Mitarbeiter eines Unternehmens schnell zu untersuchen. An der Entwicklung beteiligt sind das Institut für Mikrobiologie der Bundeswehr und ein Automobilzulieferer aus Mittelfranken. Gefördert wird das Projekt vom bayerischen Wirtschaftsministerium.

pg