Die ÖGMBT präsentiert Personen, die an der Erforschung des SARS-CoV-2-Virus arbeiten. Dorothee von Laer, Professorin am Institut für Virologie des Departments für Hygiene, Mikrobiologie und Public Health der Medizinischen Universität Innsbruck, im Gespräch über die Sequenzierung des Virus

CR: Vor einem Monat traten in Tirol mehrere eigenständige Mutationen der südafrikanischen Variante von SARS-CoV-2 auf. Sind deren Eigenschaften mittlerweile geklärt?
Im Wesentlichen ja. Die Tiroler Untervarianten dürften sich genauso wie die Südafrika-Variante selbst verhalten, auch immunologisch. Die Mutation hat also biologisch keine Bedeutung. Andreas Bergthaler vom Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (CeMM), der an den Stammbäumen des Coronavirus in Österreich arbeitet, bestätigte, dass es in Tirol nur einen einzigen Eintrag dieses besonderen Typs der Südafrikavariante gab. Dieser tritt im Übrigen nur ganz vereinzelt auf. Auf der gesamten Welt sind sechs Fälle bekannt. Wir haben diesen Typ zufällig erwischt.

CR: Wie ist Ihnen das gelungen?
Wir machen natürlich Sequenzierungen des gesamten S-Proteins von SARS-CoV-2. Dabei sahen wir, dass sich im S-2-Bereich, also im hinteren Teil des Proteins, eine normalerweise nicht vorhandene Ami-nosäure befindet. In der Folge hat Herr Bergthaler die gesamten Genome nachsequenziert und einen Stammbaum der Tiroler Variante erstellt. Der erste Fall trat am 23. Dezember auf. Von diesem hatten wir noch die RNA eingefroren. Das ist sozusagen der „Urvater“ aller Tiroler Viren der Südafrika-Variante.

CR: Sie sagten Anfang Februar, Sie würden die Virus-RNA in zwei bis drei Tagen sequenzieren. Bei der AGES dauere das ein
bis zwei Wochen. Wieso sind Sie so viel schneller als die AGES?
Das war vermutlich ein organisatorisches Thema. Die Sequenzierung selbst dauert zwei bis drei Tage. Ich nehme an, die AGES war zu Anfang etwas überlastet. Es haben ja alle ihre Proben dorthin geschickt, und deshalb dauerte die Abarbeitung etwas länger. Aber mittlerweile hat die AGES ihre Kapazitäten erweitert. Es ist ja nicht so einfach, eine Sequenzierung für ganz Österreich aufzubauen. Wir entlasten die AGES etwas, indem wir selbst sequenzieren. Und es wird auch nicht mehr jede Variante, die im PCR-Test als Variante aufscheint, nachsequenziert. Denn diese PCRs sind mittlerweile so gut, dass sie eine sehr hohe Vorhersagekraft haben.

CR: Es gibt eine ganze Reihe von Sequenzierungsmethoden für RNA- und DNA-Stränge. Welches Verfahren wenden Sie bei SARS-CoV-2-Viren bevorzugt an, und warum gerade dieses?
Wir haben bisher mit einer ganz klassischen Sanger-Sequenzierung das gesamte S-Protein sequenziert. Das ist eine einfache, preiswerte und schnelle Methode. Inzwi-schen haben wir eine Hochdurchsatz-Sequenzierung aufgebaut, mit der wir uns das ganze Genom anschauen können. Wir stellen damit fest, um welche Variante es sich jeweils handelt und ob das eine neue Variante ist. Aber die Analyse im Zusam-menhang mit den Stammbäumen überlassen wir Herrn Bergthaler.

CR: Gibt es bei der Sequenzierung von SARS-CoV-2 besondere Herausforderungen?
Nein. Natürlich besteht bei den PCRs immer das Risiko einer Verunreinigung. Wenn eine Probe wenig DNA bzw. RNA hat, ist nie ganz auszuschließen, dass man eine Kontamination amplifiziert statt der Probe. Wir haben unseren Arbeitsprozess nun so strukturiert, dass wir dieses Risiko minimieren können.

CR: Sie nehmen an dem Projekt „Mutati-onsdynamik von SARS-CoV-2 in Österreich“ teil. Was sind im Rahmen dieses Projekts Ihre Aufgaben?
Besondere Aufgaben haben wir nicht. Infolge der Infektionsdynamik machen wir derzeit viele Einträge in die gemeinsame Datenbank. Wir verfolgen die Risikopopulation auch epidemiologisch. Aber ansonsten ist unser Hauptbeitrag zu dem Projekt einfach, dass wir die Sequenzen in die gemeinsame Datenbank einspeisen. Und je mehr Leute das machen, desto besser trägt der Überblick, den Herr Bergthaler erstellt.

CR: Mutiert das Sars-CoV-2-Virus nach Ihren bisherigen Erfahrungen schneller oder langsamer als andere Viren,
die Sie untersuchen?
Grundsätzlich mutierten RNA-Viren wie SARS-CoV-2 schneller als DNA-Viren. Aber unter den RNA-Viren ist Corona eigentlich ein langsam mutierendes Virus. Das Influenza-Virus ist da viel flotter. Zu beachten ist allerdings: Wir haben ein unheimlich hohes Infektionsgeschehen. Und wenn man eine bestimmte Anzahl von Fehlern pro Vermehrungszyklus hat, aber viele Vermehrungszyklen in einer Population, dann sieht man natürlich auch
viele Mutationen. Das ergibt sich einfach aus der Häufigkeit dieser Vermehrung. Und das ist der Grund, warum das Virus sich jetzt so schnell entwickelt.

CR: Wie viele Varianten von SARS-CoV-2 sind derzeit bekannt?
Das ist schwer zu sagen. Es gibt eine unglaubliche Vielzahl davon. Überall auf der Welt erscheinen neue Mutationen, die sich mehr oder weniger schnell übertragen und dem Immunsystem entkom-men können. Bekannt sind unter anderem eine New-York-Variante, eine California-Variante, eine Ontario-Variante sowie eine dänische und eine tschechische Variante,  die sich alle schon weiterentwickelt haben gegenüber dem herkömmlichen Virus, entweder weil sie sich schneller verbreiten oder dem Immunsystem besser entkommen.

CR: Was sind die wichtigsten neuen Entwicklungen im Bereich der Sequenzierung?
Die Verfahren werden natürlich immer weiter optimiert. Aber komplett neue Prinzipien gibt es eigentlich nicht. Seit der Einführung der Hochdurchsatzsequenzierung wurden einschlägige Verfahren ständig verbessert. Wir haben uns etwas herausgesucht, das sehr gut funktioniert. Es ist ja auch keine große Herausforderung, ein kleines Virus zu sequenzieren. Anders ist das bei ganzen Genomen von Säugetieren und beim Genom des Menschen.

CR: Wie ist Österreich im Vergleich mit anderen Ländern bei der Sequenzierung von SARS-CoV-2 unterwegs?
Am Anfang waren wir nicht besonders gut. Aber mittlerweile ist es gelungen, ein gutes Surveillance-System für die SARS-CoV-2-Varianten in Österreich aufzubauen. Es wird auch immer eine signifikante Anzahl von Proben sequenziert. Damit ist es einerseits möglich, die bekannten Varianten zu überwachen und zu schauen, welche davon sich durchsetzen. Im Osten des Bundes-gebietes ist das die UK-Variante, die sich auch im Westen ausbreiten wird. Aber das Monitoring muss auch neue Varianten frühzeitig entdecken können, damit man die Bereiche abschirmen kann, in denen sie auftreten. Und da ist Österreich sehr gut geworden. Wir sind sicherlich im vorderen Drittel in Europa, was das anbetrifft.

Published in ChemieReport 02/2021

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Etliche Mitgliedsunternehmen der ÖGMBT sind im Begriff, wichtige Beiträge zur Eindämmung der COVID-19-Pandemie zu leisten – und das möglicherweise weltweit. Ein Beispiel von vielen zeigt dies.

Im Kampf gegen das SARS­CoV­2­Virus sind auch etliche Mitglieder der ÖGMBT engagiert. Dies betrifft nicht zuletzt die Entwicklung von Tests, zeigt das Beispiel der Lexogen. Sie entwickelte den „ers­ten marktreifen COVID­19­Test für echtes Massenscreening im öffentlichen Gesund­ heitswesen“. Laut Produktmanager Lukas Paul war die Motivation die im März 2020 manifest gewordene Notwendigkeit, mög­ lichst rasch eine große Anzahl von Proben auf das SARS­CoV­2­Virus zu untersuchen. „Das war für uns die ideale Herausforde­ rung. Wir verfügen über eine Technologie, die vom Ansatz her, aber auch vom Durch­ satz etwas Neues bieten kann“, erläutert Paul. Bis Dezember vergangenen Jahres entwickelte das Unternehmen den neuar­ tigen Test bis zur Marktreife. Dies erfolgte im Rahmen des seinerzeitigen Emergency­ Calls der Bundesregierung, der von der FFG unterstützt wurde.

Laut Paul handelt es sich um einen Gur­ geltest, der auch von Privatpersonen zu Hause leicht und zuverlässig angewandt werden kann. Im kommerziellen Einsatz könnte dies wie folgt funktionieren: Die betreffende Person gurgelt etwa 30 bis 60 Sekunden lang mit einer Salzlösung und transferiert einen Milliliter dieser Probe in ein Röhrchen. Dieses gibt sie bis 10 Uhr vormittags an einer öffentlichen Sammelstelle ab. Von dort aus gelangt die Probe in ein molekularbiologisches Zentralla­
bor, wo ihre Auswertung erfolgt. Am nächsten Tag erhält die Per­son bis etwa 7 Uhr morgens das Ergebnis des Tests und kann in der Folge entsprechende Maßnah­
men setzen. Möglich wäre auch, den von Lexogen entwickelten Test in Gesundheitseinrichtungen einzusetzen, etwa in Senioren- sowie in Pflegeheimen, erläutert Paul. Regelmäßig screenen ließen sich sowohl die Patienten als auch das Per­ sonal. Die Nutzung des Tests bedarf keines großen Aufwands. Ein Unternehmen oder eine sonstige Institution müsse lediglich über die Möglichkeit verfügen, die Gurgel­ tests an die zu untersuchenden Personen zu verteilen und sie wieder einzusammeln. „Bei der Beschaffung der Gurgelsets, die auf dem Markt erhältlich sind, können wir gerne helfen“, betont Paul.

Nahe am „Goldstandard“

Biotechnisch betrachtet, detektiert der Test die virale RNA in der jeweili­ gen Probe. Ähnlich wie bei einem PCR­ Test erfolgt dies mit hoher Sensitivität und Spezifität, versichert Paul: „Deshalb können wir auf Gurgeltests zurückgrei­ fen und brauchen keine Nasenabstri­ che zu machen.“ Die Zuverlässigkeit des Tests liege bei rund 99 Prozent und somit auf dem Niveau der als „Goldstandard“ betrachteten PCR­Tests. Zum Vergleich: Bei den derzeit verfügbaren Antigentests ist stark variierend mit etwa 72 bis 96 Pro­ zent zu rechnen. Die Kosten sind laut Paul durchaus „massentauglich“: „Wir bewe­gen uns weit unter den Kosten für PCR­ Tests, eher auf dem Niveau des Aufwands für Antigentests. Unser Vorteil ist aber die höhere Sensitivität. Außerdem kön­ nen wir im Gegensatz zu den Antigentests auch die Sequenzinformationen liefern.“
Im kommerziellen Einsatz war der Test von Lexogen bis dato noch nicht. Er wurde jedoch bereits an mehr als 5.000 Proben validiert. Überdies erfolgte eine Vergleichsstudie am Vienna Biocenter, in dem das Unternehmen seinen Sitz hat. Der nächste Schritt ist Paul zufolge nun die behördliche Zertifizierung: „Wie lange diese dauert, kann ich leider nicht sagen.“ Am Campus Vienna Biocenter werden Tests auf SARS­CoV­2 mittlerweile alle drei Tage durchgeführt. Laut Paul ist es auf diese Weise möglich, bereits infi­ zierte, aber noch nicht infektiöse Per­ sonen zu identifizieren und damit die weitere Ausbreitung der Pandemie einzu­ dämmen: „Bei Lexogen hatten wir bisher vier derartige Fälle. Von den Betroffenen wurde niemand mehr angesteckt.“
Die Lexogen sei jedenfalls froh, bei der Bewältigung der Pandemie helfen zu können – und das nicht nur in Öster­ reich: „Wir haben bereits Interessenten aus anderen europäischen Ländern, aber auch aus den USA.“
Außer der Lexogen arbeitet eine Reihe weiterer Mitgliedsunternehmen der ÖGMBT an der Bewältigung der Pande­ mie. Über weitere Beispiele wird der Che­ miereport in den kommenden Ausgaben berichten.

 Published in ChemieReport 01/2021

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