Quantitativer Nachweis von Viren im Abwasser mittels qPCR 

Das Analytik Institut Rietzler hat ein Abwasseranalyse-Verfahren etabliert,  

Während der Coronapandemie haben PCR-Tests uns einen Überblick über das Infektionsgeschehen verschafft und sind ins Zentrum der Gesellschaft gerückt. Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist ein Verfahren, bei dem bestimmte Sequenzen des Viruserbguts vervielfältigt werden. Mit jedem Durchgang verdoppelt sich das Material, sodass ein einziges Virusfragment nach 40 Durchgängen in billionenfacher Ausführung vorliegt. Das ermöglicht das Aufspüren selbst kleinster Probenmengen. Dank ihrer hohen Spezifität und Sensitivität  ist die PCR der Standard für die präzise Virenanalytik. 

Abwasseranalytik: Ein Frühwarnsystem für Infektionsausbrüche

Die quantitative PCR (qPCR) geht noch einen Schritt weiter: Sie kann nicht nur die Anwesenheit eines Virus nachweisen, sondern auch dessen genaue Menge bestimmen. Und das nicht nur in Humanproben, sondern auch in Umweltproben wie Wasser, Oberflächen und Luft. Besondern aussagekräftig ist die Beprobung des Abwassernetzes, da sie alle Bewohnerinnen und Bewohner einer Gemeinde erfasst. So können auch asymptomatische und präsymptomatische Fälle erkannt werden, was eine genauere Prognose des Infektionstrends ermöglicht – oft bis zu zwei Wochen vor den Daten des Gesundheitssystems. Ein einziger Test reicht aus, um alle Anwohnerinnen und Anwohner abzudecken, was das PCR-Abwassermonitoring zu einer kostengünstigen, zeitsparenden und anonymen Methode macht.

Herausforderungen bei der Analyse von Abwasserproben

Die Herausforderung bei der PCR-Untersuchung von Abwasser liegt in der komplexen Zusammensetzung der Proben. Sedimente, Schwebstoffe und andere feste Bestandteile können die Analyse stören. Zudem ist die Probe oft durch industrielles und häusliches Abwasser sowie Regenwasser verdünnt. Daher muss die überschüssige Flüssigkeit und die Feststoffe in einem mehrstufigen Prozess abgetrennt werden, um ein Konzentrat des Virusmaterials zu erhalten. Um die Ergebnisse zu validieren, wird gleichzeitig ein Kontrollvirus gemessen. Mit der Multiplex-Methode können mehrere Virusarten parallel repliziert und erfasst werden. Eine interne Kontrolle, die den gesamten Aufbereitungsprozess durchläuft, stellt die Zuverlässigkeit des Verfahrens sicher.

Das Analytik Institut Rietzler hat ein Abwasseranalyse-Verfahren etabliert, bei dem bereits im Vorfeld eines Infektionsherdes eine Aussage über die Entwicklung möglich ist. Für politische Entscheider ein gravierender Zeitvorteil. 

Vom Corona- bis zum Grippevirus

Dieses Verfahren wird auch in Zukunft von Relevanz sein, da die qPCR-basierte Überwachung des Abwassers nicht auf das Coronavirus beschränkt ist. Durch den Austausch der virusspezifischen Reagenzien kann das Verfahren auf andere Erreger, wie das Grippevirus, übertragen werden. So kann das Frühwarnsystem in Zeiten von Grippewellen helfen, die öffentliche Gesundheit zu schützen und frühzeitig auf neue Infektionswellen zu reagieren.

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