Schnelltest am Smartphone erkennt HIV und Syphilis in 15 Minuten

New York – Ein miniaturisierter „Lab-on-a-chip“-Test, der seine Stromzufuhr aus dem Kopfhörerausgang eines Smartphones bezieht, kann innerhalb von 15 Minuten drei Antikörpertests durchführen. In einer ersten Feldstudie in Science Translational Medicine (2015; 7: 273re1) hat er sich als kostengünstiges Minilabor zur Diagnose von HIV und Syphilis erwiesen.

Die Labordiagnose von HIV und Syphilis erfolgt üblicherweise durch den Nachweis von Antikörpern im Serum. Sie sind beim HIV-Test direkt gegen das Virus gerichtet, während zur Diagnose der Syphilis neben Treponema-spezifischen Antikörpern auch nicht-treponemale Antikörper nachgewiesen werden. In der Summe ergibt dies drei Tests, die im Labor üblicherweise mit ELISAs durchgeführt werden.

Ein konventioneller ELISA weist die Antikörper in einer mehrphasigen Untersuchung durch eine enzymatische Farbreaktion nach. Die ELISA-Geräte sind relativ sperrig, kosten in der Anschaffung etwa 20.000 Euro und benötigen zum Betrieb Strom, was ihren Einsatz in abgelegenen Regionen Afrikas häufig erschwert. Durch den notwendigen Transport der Blutproben können Tage vergehen, bevor die Ergebnisse eintreffen.

Ein „Lab-on-a-chip“-Test, den das Team um Samuel Sia von der Columbia Universität in New York und Mitarbeiter entwickelt hat, hat die Größe einer Kreditkarte und er verkürzt die Nachweiszeit auf etwa 15 Minuten. Kern des mChip („mobile microfluidic chip“) sind kleine Kapillaren, an deren Innenwänden im Prinzip ähnliche chemische Reaktionen wie beim ELISA ablaufen.

Die Kosten eines mChip betragen nur etwa 34 US-Dollar. Es handelt sich allerdings um einen Einmalartikel, während ein ELISA-Gerät mit neuen Chemikalien mehrfach verwendet werden kann und zudem gleichzeitig die Proben von vielen Probanden untersuchen kann.

Sia hatte den mChip bereits vor drei Jahren vorgestellt. Für den Einsatz in Ruanda wurde er jetzt noch einmal verfeinert. Um den Stromverbrauch zu minimieren, wird das Serum jetzt über ein "one-push vacuum" in die Kalilaren gesaugt. Die wenige Energie, die der mChip noch benötigt, bezieht er jetzt über den Kopfhörerausgang von einem Smartphone.

Da dieser „audio jack“ international genormt ist, kann das Gerät an allen Smartphones (iPhones und Androids) benutzt werden. Das Smartphone erleichtert über die Alarm­funktion auch die Bedienung des mChips. Es kann zudem die Ergebnisse speichern und bei Bedarf weiterleiten. Der von Sia entwickelte „Dongle“ kommt ohne weitere Strom­zufuhr aus und kann deshalb auch in Gegenden ohne Stromleitungen betrieben werden (solange der Akku des Smartphones geladen ist).

In einem ersten Feldtest in Ruanda erzielte der mChip beim Nachweis von HIV und Syphilis eine Sensitivität von 92 bis 100 Prozent und eine Spezifität von 79 bis 100 Prozent. Der Test erreicht damit nicht die Zuverlässigkeit eines ELISAs, er könnte sich jedoch zum Screening eignen. Die Anwendung ist einfach. Das Gesundheitspersonal in Ruanda benötigte nur eine Einweisung von 30 Minuten. Auch 97 der Getesteten meinten, dass sie den Test aufgrund des schnellen Ergebnisses und der einfachen Anwendung vorziehen würden.

rme