Urin-Probe plus CRISPR
Neuer Test zeigt Abstoßung von Nierentransplantat an
Ein neuer Test für Patienten mit Spenderniere weist Infektionen und Abstoßungen mit einer einfachen Urinprobe und der CRISPR-Technologie nach.
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Flow Assay: Die Streifen zeigen drei Proben von Patienten, die negativ für das BK-Virus sind (13, 14, 15) und drei Proben, die positiv sind (16, 17, 18). Die obere Bande zeigt dabei ein positives Testergebnis an.
© Michael Kaminski, MDC
Berlin. Um die diagnostischen Tests für Patienten mit Nierentransplantationen zu verbessern, hat ein internationales Forscherteam eine einfache Urinprobe mit der hochsensiblen CRISPR-Technologie kombiniert, teilt das Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz Gemeinschaft (MDC) mit.
Der neue Test weist zwei häufige, opportunistische Viren nach, die oft Patienten nach einer Nierentransplantation infizieren: Das Zytomegalievirus (CMV) und das BK Polyomavirus (BKV). Das Verfahren detektiert auch CXCL9-mRNA, deren Expression während der akuten zellulären Abstoßung von Nierentransplantaten ansteigt, heißt es in der Mitteilung.
Der Test läuft zweistufig 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 um Dr. Michael Kaminski, Arbeitsgruppenleiter am MDC und an der Charité – Universitätsmedizin Berlin, verwendet ein spezifisches, als SHERLOCK bekanntes CRISPR-Cas13 Protokoll, um das Verfahren für virale DNA zu optimieren.
Teststreifen mit zwei Banden
Die Ergebnisse ähneln denen eines Schwangerschaftstests für zu Hause. Ein Teststreifen wird in die vorbereitete Probe getaucht. Wenn nur eine Bande auf dem Streifen erscheint, ist die Probe negativ, zwei Banden zeigen an, dass das Virus vorhanden ist.
„Es ist spannend zu beobachten, wie die Ergebnisse auf den Teststreifen erscheinen“, sagt Robert Greensmith, ein Doktorand im ersten Jahr in Kaminiskis Labor und Mitautor einer Veröffentlichung zum Test (Journal Nature Biomedical Engineering 2020; online 13. April). Für den Abstoßungsmarker CXCL9 verwendeten die Forscher ein ähnliches Verfahren. Dazu wird mRNA isoliert sowie vermehrt und dann durch CRISPR-Cas13 nachgewiesen, so das MDC.
Bei sehr geringen Viruskonzentrationen erscheint die zweite Bande auf dem Teststreifen schwach, was eine klare Interpretation erschwert. Daher entwickelte das Team eine Smartphone-App, die Bilder des Teststreifens analysiert und basierend auf der Bandenintensität eine endgültige Entscheidung trifft.
Analyse von mehr als 100 Proben
Nach viel Aufwand zur Optimierung des Verfahrens verwendeten die Forscher ihren Assay zur Analyse von mehr als 100 Proben von Patienten mit Nierentransplantationen. Der Assay erwies sich als präzise und konnte selbst bei geringer Viruslast BKV- oder CMV-Viren detektieren und eine akute zelluläre Transplantatabstoßung korrekt anzeigen.
Um das diagnostische Potenzial des Testes besser einzuschätzen, interessiert sich Kaminski als Arzt und klinischer Forscher für Studien, die den Test mit herkömmlichen Verfahren vergleichen. Außerdem würde er gerne nach Wegen suchen, den Assay noch einfacher zu machen, heißt es in der Mitteilung des MDC. Im Augenblick müssten die Proben zur Vorbereitung erhitzt werden und der Test umfasse mehrere Schritte. Im Krankenhausumfeld könne der Test bereits eingesetzt werden, aber für eine Testung zu Hause sei er noch nicht geeignet.
Kaminski weist darauf hin, dass dieser Test auch für andere immungeschwächte Patienten mit einem Risiko für virale Infektionen nützlich sei und CRISPR-basierte Diagnostik möglicherweise auch für andere Organtransplantate genutzt werden könnte. (eb / ikr)
