Forscher der McMaster University haben eine neue Art von Schnelltest zum Nachweis von Infektionen bei Nutztieren entwickelt und damit auf die steigende Gefahr gefährlicher Ausbrüche reagiert.
Der Prototyp hat sich beim Nachweis einer verheerenden Durchfallinfektion bei Schweinen als wirksam erwiesen, die erstmals 2014 in Kanada identifiziert wurde, und kann für Tests auf andere Krankheitserreger und bei anderen Tieren angepasst werden.
Der von der Biochemikerin Yingfu Li und der Ingenieurin Leyla Soleymani und ihren Kollegen entwickelte Test verwendet eine kleine Speichelprobe, um die chemischen Infektionsmarker nachzuweisen.
Es verwendet eine Technologie, die einer Testform ähnelt, die dasselbe Forschungsteam kürzlich entwickelt hat, um COVID und andere Infektionen beim Menschen nachzuweisen. Der Humantest bewegt sich nun mit öffentlicher Forschungsförderung und Unternehmensunterstützung auf den Markt zu.
Es wird erwartet, dass der Tierversuch, sobald er allgemein verfügbar ist, ein wertvolles Instrument zur Identifizierung und Isolierung von Ausbrüchen in landwirtschaftlichen Betrieben und zur Begrenzung der Möglichkeit der Übertragung von Infektionen von Tier zu Mensch sein wird, von denen angenommen wird, dass sie der Ursprung der sind Covid19 Pandemie.
Bei Krankheitsausbrüchen müssen oft ganze Herden eingeschläfert werden, mit manchmal schwerwiegenden wirtschaftlichen und ökologischen Folgen. Kanada ist mit 14 Millionen Schweinen auf 7.600 Farmen ein führender Schweinefleischproduzent.
„Es gibt wirklich einen klaren Bedarf für diese Technologie“, sagte Li. „Es gibt viele Gründe, warum sich jeder – auch Menschen, die kein Schweinefleisch essen – um die Überwachung von Tierinfektionen kümmern sollte.“
Die Arbeit wurde heute in der einflussreichen deutschen Wissenschaftszeitschrift veröffentlicht Angewandte Chemie, die es als „sehr wichtiges Papier“ identifiziert hat – eine spezifische und seltene Auszeichnung. Die Forschung wurde vom Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada finanziert.
Der neue Test könnte ein bedeutender Fortschritt im Konzept von „One Health“ sein, dem wachsenden Verständnis der Wechselwirkung zwischen der Gesundheit von Mensch, Tier und Ökosystem.
Die Entwicklung einer solchen Technologie ist Teil der Mission von McMasters umfassenderem Global Nexus for Pandemics and Biological Threats.
Die Forscher haben den Aptamer-basierten Test so konzipiert, dass er tragbar, genau und schnell ist und es Tierärzten und anderen Tierpflegern ermöglicht, infizierte Tiere schnell zu identifizieren, zu isolieren und zu behandeln.
Der Test funktioniert, indem eine kleine Speichelprobe mit einem chemischen Reagenz gemischt und die Mischung auf ein kleines Mikrochip-Lesegerät aufgetragen wird, das wiederum an ein Smartphone angeschlossen ist, das die Ergebnisse innerhalb von Minuten anzeigt.
Nach Rücksprache mit Experten auf diesem Gebiet entschieden sich die Forscher, ihren ersten Tierversuch für Porcine Epidemic Diarrhea zu entwickeln, eine ernsthafte Virusbedrohung, die sich schnell in ganzen Farmen ausbreiten kann.
Eine der größten technischen Herausforderungen bei der Entwicklung des Tests in den letzten vier Jahren bestand darin, die chemische Signatur der Infektion aus dem dicken und oft kontaminierten Speichel von Schweinen zu extrahieren, wobei Proben verwendet wurden, die von tierärztlichen Mitarbeitern gesammelt wurden.
„Die Herausforderung dabei war, dass die Proben, die wir von Tierabstrichen erhalten, viel weniger rein sind als die, die wir von Menschen erhalten“, sagte Soleymani. „Man kann einem Schwein nicht sagen, dass es vor dem Abtupfen den Mund ausspülen soll, also mussten wir unseren Prozess anpassen, um diesen Herausforderungen gerecht zu werden.“
Amanda Victorious et al, A DNA Barcode‐based Aptasensor Enables Rapid Testing of Porcine Epidemic Diarrhoea Viruss in Swine Speichel Using Electrochemical Readout, Internationale Ausgabe der Angewandten Chemie (2022). DOI: 10.1002/ange.202204252