Neuer Corona-Soforttest schafft verlässlich Klarheit über Infektion

Apr 5, 2020

Ein Konsortium aus Wissenschaft und Unternehmen entwickelt einen neuen Echtzeit-Test für das SARS-Coronavirus. Der SARS-CoV-2 MEMS Soforttest™ ermittelt im Gegensatz zu bisher bekannten Schnelltests nicht die Antikörper, sondern direkt das Virus und ist ohne Umweg über ein Labor sofort vor Ort ablesbar. Damit werden die Nachteile bisheriger Teststreifen beseitigt.

Ein neuartiges Sensorgerät des deutschen Healthtech-Unternehmen Digital Diagnostics AG kann für Soforttests für das neue SARS-Coronavirus eingesetzt werden. Der SARS-CoV-2 MEMS Soforttest™ wird ein Westentaschenlabor und kann in vier Schritten überall vor Ort von Hausärzten, Rettungssanitätern und Pflegepersonal ohne große Vorkenntnisse eingesetzt werden. Die ersten Prototypen des Biosensors werden Mitte Mai vorliegen.

Der neue Soforttest testet direkt auf Viren und nicht auf Antikörper. Damit reagiert er im Vergleich zu bislang bekannten Schnelltests sehr viel zuverlässiger zu jedem Zeitpunkt des Infektionsverlaufes und führt zu einer klaren elektronischen “JA”- oder “NEIN”-Aussage zum Vorhandensein des Virus in der Testflüssigkeit. Die Ergebnisse liegen in fünf Minuten vor, der zeitaufwändige Transport der Proben zum Labor entfällt.

Die neue digitale Diagnoseplattform ermöglicht den schnellen Test von Millionen Menschen und damit das Realtime-Monitoring der Krankheitsausbreitung innerhalb der Bevölkerung. Durch die Anbindung des digtialen Sensors an eine sichere Datenbank können in Echtzeit neu entstandene regionale Hotspots der Virenverbreitung erkannt und unmittelbar eingedämmt werden.

Die Weltgesundheitsorganisation WHO wies am 22. März darauf hin, dass Ausgangsbeschränkungen alleine nicht ausreichen, um die Pandemie zu bekämpfen. Sie appellierte an die europäischen Regierungen, die Zahl der Tests massiv in die Höhe zu fahren, um die Kranken mit Infektionen zu finden und sie zu isolieren. “We have a simple message for all countries: test, test, test.” sagte Dr. Tedros Adhanom Ghebreyesus, Generaldirektor der WHO. Der SARS-CoV-2 MEMS Soforttest™ kann dazu einen erheblichen Beitrag leisten.

Nachweis von Viren statt Antikörpern (MEMS)

digid, die Digital Diagnostics AG, hat ein hochrangiges Konsortium aus Virologen, Antikörperexperten, Forschungslabors, Digitalisierungsexperten und Pharmaunternehmen gegründet. Ziel des Konsortiums ist, mit dem neuartigen digitalen Biosensor von digid rasch eine Anwendung für den direkten Nachweis des Virus zu entwickeln.
Die Wissenschaftler des Konsortiums sind daher überzeugt, dass der Ansatz zur direkten Bestimmung der Viren mit einem hochspezifischen Biosensor-Test das diagnostische Fenster zwischen Infektion und Nachweis des Virus deutlich verringern kann. Mit dem von digid entwickelten Soforttest kann das SARS-CoV-2-Virus mittels eines Mikro-Elektro-Mechanischen Systems (MEMS) ohne aufwändige Probenvorbereitung gemessen werden.

Mikro-Elektro-Mechanisches System (MEMS)

Der SARS-CoV-2 MEMS Soforttest™ beruht auf Cantilever, die in einem fingernagelgroßen Mikrochip integriert sind. Diese nanomechanischen Federbalken aus Silizium sind extrem dünn und können schon durch eine winzige Kraftausübung verbogen werden. Das macht sie zu hochempfindlichen biochemischen Sensoren. Beim SARS-CoV-2 MEMS Soforttest™ sind die Cantilever mit einer Fangschicht aus Antikörpern beschichtet. Diese Antikörper binden die Viren, die mit der Testflüssigkeit auf den Chip aufgetragen werden. Wenn das neue Coronavirus an die Fangschicht bindet, führt dies durch Veränderungen der Oberflächenspannung zu einer mechanischen Biegung, die ein elektrisches Signal am Chip erzeugt.
Das Ergebnis kann nach einer kurzen Analysezeit von nur fünf Minuten an einem einfachen Lesegerät vor Ort ausgelesen und als Signal elektronisch weiterverarbeitet werden. Das Lesegerät, das mit einer SIM-Karte ausgestattet ist, sendet das Ergebnis automatisiert und anonymisiert sofort an eine sichere Datenbank.

4 Schritte in 5 Minuten: Der neue SARS-CoV-2 MEMS Soforttest™

Schneller und zuverlässiger als andere Schnelltests

Die Messergebnisse des SARS-CoV-2 MEMS Soforttests™ können eine klare “JA”- oder “NEIN”-Aussage zum Vorhandensein des Virus in der Testflüssigkeit treffen. Dieses Verfahren hat den großen Vorteil, dass die Viren direkt nachgewiesen werden können — bei einer sehr hohen Messgenauigkeit. Alle anderen bisher bekannten Schnelltests beruhen dagegen auf dem Nachweis von Antikörpern. Die Antikörper sind aber erst 7 bis 10 Tage nach der Infektion im Plasma nachweisbar. Doch die Infizierten sind bereits in der ersten Kontaktwoche infektiös, was einer der Gründe für die rasche Ausbreitung der Pandemie in allen Ländern ist.
Dr. Konstantin Kloppstech, Chief Technology Officer bei Digital Diagnostics AG, sagt: “Wir können bei der Entwicklung unseres Schnelltests auf Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zurückgreifen, die wir bereits für unsere Biosensortechnologie zur Messung vielfältiger Biomarker erarbeitet haben. Deshalb benötigen wir auch keine Fördergelder für die Grundlagenforschung, da das Verfahren im Labormasstab bereits zur Verfügung steht. Wir wollen einfach unser Wissen mit der Wissenschaft und der Industrie teilen.”

Big Data: Sensordaten ermöglichen präzise Lagebilder

Durch die Anbindung des digitalen Sensors an eine sichere Datenbank können die zahlreichen Sensordaten mit Geodaten verknüpft und für Big-Data Anwendungen anonymisiert weiterverarbeitet werden. So könnten bestehende Dashboards zu den Infektionszahlen mit diesen Daten zu wirklich präzisen Tools erweitert werden, die in Echtzeit neu entstandene regionale Hotspots der Virenverbreitung erkennen. Dann könnten neu entstehende Infektionsketten wirksam unterbrochen oder eingedämmt werden. Auch die Einschränkungen der Bewegungsfreiheit könnten viel flexibler und regional begrenzter, die knappen Ressourcen der Gesundheitsverwaltung und Krankenhäuser sehr viel zielgerichteter und effizienter eingesetzt werden.

Mirsad Devic, Chief Digital Officer bei digid, sagt: “Wir haben bei der Entwicklung unserer Biosensortechnologie, zur Echtzeitmessung humaner Biodaten, von Anfang an auf eine mit Hilfe von securePIM der Virtual Solution AG, verschlüsselte und anonymisierte Anbindung unserer Datenbanken geachtet. So werden wir einem höchstmöglichen Anspruch an Sicherheit und Datenschutz gerecht. Unser Ziel ist die Verknüpfung unserer Sensordaten mit künstlicher Intelligenz und Big Data. Dadurch entfalten die Daten in Echtzeit eine große Aussagekraft über den aktuellen Gesundheits- und Fitness-Status des Nutzers. Diese Schnittstelle zu weiteren digitalen Anwendungen kommt auch unserem Covid19-Soforttest zu Gute, der in Kürze verfügbar sein wird.”

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