Viele würden gern auf die Abstriche im Mund- und Rachenbereich, die für die Corona-Tests nötig sind, verzichten. Die Vorstellung, dass ein Mund-Nasen-Schutz anzeigt, ob man sich infiziert hat, ist verlockend. Erste Schritte in diese Richtung sind bereits gemacht.

Forscher haben einen Corona-Schnelltest entwickelt, der eine Infektion bereits in der Atemluft aufspürt und in einer Mund-Nasen-Schutzmaske integrierbar ist. Dem Team um Peter Nguyen von der Harvard University in Boston ist es gelungen, eine neue Form von Biosensoren zu entwickeln, mit denen Viren, Bakterien und sogar bestimmte Gifte nachgewiesen werden können. Die Biosensoren können, den Forschern zufolge, in Stoffen und ähnlichen Materialien integriert werden.

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Das Verfahren beruht dabei auf dem Vorbild der sogenannten Genschere CRISPR/Cas9. Zur Identifizierung von Sars-CoV-2 beispielsweise bekommt das neu entwickelte System zunächst eine Andockschablone, die aus einem Teil der genetischen Bauanleitung für das virale Spike-Protein besteht. Damit soll es den Forschern zufolge möglich sein, Viren-RNA in der Atemluft einzufangen. Mit dem Enzym Cas12a in Kombination mit speziellen Chemikalien werden diese RNA-Sequenzen dann vervielfältigt. Durch sie wird ein Farbstoff aktiviert, der ein positives Testergebnis, in diesem Fall eine Sars-CoV-2-Infektion anzeigt.

Guter Ansatz

Die ersten Tests mit der Maske, die quasi ein geschrumpftes Labor in sich trägt, sind vielversprechend. Der neuartige Biosensor, der gefriergetrocknete CRISPR in sich trägt, sei ähnlich genau wie ein PCR-Test, dabei aber so schnell und so kostengünstig wie ein Antigentest, sagt Nguyen laut einer Mitteilung des Wyss-Institutes.

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Der Test, der direkt in der Maske eingebaut ist, sei zudem besonders einfach durchzuführen. Nach einer Tragezeit von 30 Minuten hätten sich genug Viren durch Atmen, Sprechen oder Husten auf der Innenseite der Maske angesammelt, so Nguyen. Der Träger müsse nach dieser Zeit lediglich einen Knopf drücken, mit dem eine Flüssigkeit freigesetzt werde, durch die der Biosensor aktiviert wird. Danach dauere es rund 90 Minuten bis das Ergebnis angezeigt wird. Der Test sei zudem bei Raumtemperatur durchführbar.

Nachbesserungen empfohlen

"Das Anwendungsbeispiel einer Schutzmaske mit integriertem Sars-CoV-2-Nachweis ist prinzipiell ein interessantes Konzept. Der Nachweis von Sars-CoV-2 aus Atemluft wird ja inzwischen verstärkt untersucht. Die hier vorgestellte Maske ist allerdings in der Anwendung wenig praktikabel", sagt Roman Wölfel, Leiter des Instituts für Mikrobiologie der Bundeswehr in München, der nicht an der Studie beteiligt war. Das Problem ist seiner Ansicht nach die lange Tragedauer, sowohl vor als auch nach der Aktivierung des Biosensors. "Der eigentliche Nachweis dauert dann ungefähr weitere eineinhalb Stunden, getrieben durch die warme Atemluft des Trägers, der in dieser Zeit durch eine, nun nasse (!), Maske atmen soll", erklärt Wölfel.

Doch für das Forscherteam ist die Corona-Test-Maske nur ein möglicher Anwendungsbereich. Die Wissenschaftler können sich noch eine ganze Reihe weiterer Gebiete für den Einsatz der neu entwickelten Biosensoren vorstellen. "Neben Gesichtsmasken können unsere programmierbaren Biosensoren in andere Kleidungsstücke integriert werden, um unterwegs gefährliche Substanzen wie Viren, Bakterien, Toxine und chemische Stoffe zu erkennen", erklärt Nguyen. Doch bis es so weit ist, sind weitere Forschungen nötig. Die Ergebnisse der Forscher wurden im Fachjournal "Nature Biotechnology" veröffentlicht.