Forscher der University of Queensland haben aus Bäckerhefe einen Staub hergestellt, der COVID-19 erkennen und Gemeinden vor künftigen Pandemien schützen könnte.
Die pulverförmigen „Nanosonden“, die am Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology (AIBN) der UQ entwickelt wurden, sind synthetische Hefefragmente, die in Umgebungen wie Flughäfen, Krankenhäusern, Stadien und Abwasserkanälen eingesetzt werden können, um COVID-19-Biomarker zu erkennen. Die Technologie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Natur-Nanotechnologie.
Der leitende Forscher und Direktor des AIBN-Zentrums für personalisierte Nanomedizin, Professor Matt Trau, sagte, dass die Hefe-Nanosonden auch in aktuelle COVID-19-Testplattformen integriert werden können.
„Hefe ist seit langem ein günstiger und reichlich vorhandener Bestandteil von Brot und Bier und kann dank seiner einzigartigen chemischen Eigenschaften jetzt in Diagnosetechnologien eingesetzt werden, die in puncto Geschwindigkeit und Empfindlichkeit mit PCR-Tests mithalten können“, sagte Professor Trau.
„Wir bezeichnen Hefen oft als Biofabriken, weil sie die ältesten industriellen Mikroorganismen sind.
„In diesem Fall verwenden wir dieselben historisch kostengünstigen und hoch skalierbaren Lebensmittelproduktionssysteme, um ein Sensorpulver herzustellen, das in der Umwelt eingesetzt werden kann, um eine Reihe viraler Bedrohungen zu erkennen.“
Mit fluoreszierenden, elektrochemischen oder farbstoffbasierten Analysetechniken werden die Nanosonden daraufhin untersucht, ob sie einem Virus ausgesetzt waren.
AIBN-Forschungsstipendiat Dr. Selvakumar Edwardraja sagte, die Hefesensortechnologie könne genetisch so programmiert werden, dass sie bestimmte Virusstämme wie die COVID-19-Varianten Delta und Omicron erkennt und den Gesundheitssystemen einen Vorsprung bei neuen und aufkommenden Virusbedrohungen verschafft, die von Tieren auf andere übergehen Menschen.
„Aufgrund der ständigen Mutation von COVID-19 reicht es nicht mehr aus, zu testen, ob jemand infiziert ist“, sagte Dr. Edwardraja.
„Wir müssen jetzt schnell erkennen können, welche Variante ein Patient hat, woher sie kommt und was zu ihrer Behandlung getan werden muss.“
Der Co-Autor der Forschung, Dr. Chris Howard, sagte, die kostengünstige und leicht skalierbare Natur der Hefe-Nanosonden bedeute, dass die Technologie ein zugängliches Werkzeug für Pandemie-Abwehrsysteme sei.
„Wenn wir verhindern wollen, dass sich neue und schwerwiegendere Varianten durchsetzen, brauchen wir Diagnosetools, die schnell hergestellt und verteilt werden können und für eine Vielzahl von Testprozessen vor Ort angepasst werden können“, sagte Dr. Howard.
„Da Hefe so billig ist, könnte diese Technologie für ressourcenarme Regionen der Welt wichtig sein, die sich die derzeit teuren Diagnosetests nicht leisten können.“
Mehr Informationen:
Junrong Li et al, Ein universelles Reagenz zur Erkennung neu auftretender Krankheiten unter Verwendung biotechnologisch hergestellter multifunktionaler Hefe-Nanofragmente, Natur-Nanotechnologie (2023). DOI: 10.1038/s41565-023-01415-1