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Medizin

Neuer Test weist Infektionen und Abstoßungen nach Nierentrans­plantation anhand einer Urinprobe nach

Mittwoch, 22. April 2020

/AGPhotography, stock.adobe.com

Berlin – Ein neuer Diagnostiktest soll die Versorgung von Patienten nach Nieren­transplantation verbessern. Ein internationales Forschungsteam hat dafür eine einfache Urinprobe mit der als „Genschere“ bekannten CRISPR-Technologie kombiniert. Die Arbeit ist im Journal Nature Biomedical Engineering erschienen (DOI 10.1038/s41551-020-0546-5).

„Die meisten Menschen denken an Gen-Editierung, wenn sie an CRISPR denken, aber dieses Tool ist auch für andere Anwendungen, speziell für günstigere und schnellere Diagnostik, geeignet“, erläutert Michael Kaminski, Leiter der neuen Arbeitsgruppe „Kidney Cell Engineering and CRISPR Diagnostics“, die am Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz Gemeinschaft (MDC) und der Charité – Universitätsmedizin Berlin angesiedelt ist.

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Der neue Test weist 2 häufige, opportunistische Viren nach, die oft Patienten nach einer Nierentransplantation infizieren: Zytomegalievirus (CMV) und BK Polyomavirus (BKV). Das Verfahren detektiert auch CXCL9-mRNA, deren Expression während der akuten zellulären Abstoßung von Nierentransplantaten ansteigt.

Die CRISPR-Technologie kann sehr kleine Segmente einer DNA- oder RNA-Sequenz mithilfe eines komplementären RNA-Stücks aufspüren. Bestimmte Arten von Cas-Proteinen schneiden nicht nur die Zielsequenz, sondern auch ein sogenanntes Reportermolekül. Die bei diesem Schneiden entstehende Fluoreszenz zeigt an, ob die Zielsequenz vorhanden ist.

Der Test läuft 2-stufig ab: Zuerst wird die virale Ziel-DNA in einer Urinprobe vermehrt. Sie wird so oft kopiert, bis CRISPR sie erkennen kann, auch wenn nur ein einzelnes Zielmolekül vorliegt.

Das Team verwendet dafür ein spezifisches, als SHERLOCK bekanntes CRISPR-Cas-13 Protokoll, um das Verfahren für virale DNA zu optimieren. Im zweiten Schritt lässt sich über einen Teststreifen nachweisen, ob das Virus in der Probe vorhanden war oder nicht. Erscheint nur eine Bande auf dem Streifen, ist die Probe negativ, 2 Banden zeigen an, dass das Virus vorhanden ist.

Diese zweite Bande erscheint bei sehr geringen Viruskonzentrationen allerdings nur schwach, was eine klare Interpretation erschwert. Daher hat das Team eine Smartphone-App entwickelt, die Bilder des Teststreifens analysiert und basierend auf der Bandenintensität eine endgültige Entscheidung trifft.

Die Forscher haben ihren Assay zur Analyse von mehr als 100 Proben von Patienten mit Nierentransplantationen getestet. Der Assay erwies sich laut den Forschern als präzise und konnte selbst bei geringer Viruslast BKV- oder CMV-Viren detektieren und eine akute zelluläre Transplantatabstoßung korrekt anzeigen. © hil/aerzteblatt.de

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