COVID–19 Nachweis mittels Überwachung des Abwassers

Nachverfolgung der Verbreitung von SARS–CoV–2 Viren anhand der Viruskonzentration in Abwasserproben

27. Mai 2021

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Die Überwachung der Verbreitung von COVID–19 ist der entscheidende Faktor zur Eliminierung des Problems. Da COVID–19 sich auch dann ausbreiten kann, wenn der Träger keine oder nur geringe Symptome hat, ist eine Früherkennung oft schwierig. Trotzdem kamen die Forscher schnell auf eine potenzielle Lösung für das Problem der Früherkennung – die systematische Untersuchung von Abwassereinzugsgebieten auf das Vorhandensein von SARS–CoV–2 Viruspartikeln.

 

Unser kürzlich veröffentlichter wissenschaftlicher Kurzbericht (11) untersucht denCOVID–19 Nachweis durch die Konzentration des SARS–CoV–2 Virus im Abwasser.

 

College-Campusse, die sich der Wichtigkeit des Schutzes von zurückkehrenden Studenten bewusst sind, waren unter den ersten, die eine systematische Abwasserüberwachung eingeführt haben. Bereits kurz nachdem der SARS–CoV–2 Virus als Verursacher des COVID–19 Ausbruchs identifiziert worden war, begann eine Zusammenarbeit zwischen der Stanford University und der University of Michigan mit der Forschung zur abwasserbasierten Erkennung¹. Kürzlich baute die UC San Diegoauf diese erfolgreiche Forschung auf, um ihr eigenes Abwasserüberwachungsprogramm² zu starten. Durch das Programm konnten bereits SARS–CoV–2 Virusausbrüche identifiziert und die Ausbruchsstandorte auf bestimmte Studentenwohnheime eingegrenzt werden.

 

Ohne die notwendige Technologie, um den SARS–CoV–2 Virus mit einem hohen Maß an Genauigkeit und Sensitivität nachzuweisen, wäre keines dieser lebensrettenden Programme möglich. Für diese Technologie müssen die SARS–CoV–2 viralen RNA-Partikel aus einer menschlichen Abwasserprobe gewonnen werden; eine schwierige   Aufgabe, da Abwasser ein hochkomplexes Substrat ist. Hinzu kommt, dass SARS–CoV–2 die virale RNA-Kopienzahl im Abwasser recht niedrig sein kann, insbesondere zu Beginn eines Ausbruchs, wenn eine positive Identifizierung am wertvollsten ist.

 

In diesem wissenschaftlichen Kurzbericht wird  beschrieben, wie SARS–CoV–2 RNA-Partikel, die von COVID-Patienten ausgeschieden werden, trotz hoher Verdünnung in Abwasserproben nachgewiesen werden können.  SARS–CoV–2 virale RNA-Partikel werden zunächst mit Pall Zentrifugal-Ultrafiltrationsgeräten aufkonzentriert. Diese Spin-Geräte funktionieren alle ähnlich und verfügen über identische Filtermembranen. Diese sind in einer Reihe von Volumen-Formaten erhältlich, um entsprechend den Projektanforderungen Flexibilität zu bieten. Das Pall  JumbosepTM Zentrifugalgerät wird aufgrund der großvolumigen Kapazität (20–60 mL) und der Tatsache, dass das Gerät dekontaminiert und mehrfach ohne Rückstände wiederverwendet werden kann, häufig für die Verarbeitung von Abwasserproben bevorzugt.

 

SARS–CoV–2 virale RNA-Konzentration auf Zentrifugalspin-Geräten ist hocheffizient und erreicht in der Regel 50x eine Konzentration und eine über 90 % Wiederfindung innerhalb weniger Minuten. Nach erfolgter Konzentration wird die virale RNA aus der gefilterten Probe extrahiert und eine RT-PCR durchgeführt, um ein eventuelles SARS–CoV–2 Substrat zu amplifizieren. Um das Risiko eines falsch negativen Berichts zu vermeiden, ist die Qualität der extrahierten RNA für diesen Schritt entscheidend. Umso früher ein COVID–19 Ausbruch erkannt werden kann, desto schneller kann man die Verbreitung in der Gemeinde verhindern.

 

Pall engagiert sich für die Bereitstellung von Lösungen für die COVID–19 Pandemie. Von der unmittelbaren Zusammenarbeit bei der Impfstoffentwicklung und -produktion bis hin zur Möglichkeit für Forscher, COVID-Ausbrüche in der Gemeinschaft zu überwachen und zu verfolgen, arbeiten wir unermüdlich daran, den Forschern die Mittel bereitzustellen, die sie zur Eliminierung dieser Krankheit benötigen.

 

Lernen Sie mehr über unsere Lösungen zur  COVID–19 Abwasserüberwachung.

 

Referenzen:

  1. Moore M. A sewage surveillance effort to track COVID–19. The Michigan Engineer News Center. März 2020.
  2. KUSI newsroom. UCSD weist Virus in verschiedenen Abwasserproben auf dem Campus nach. Dez. 2020.
 
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