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Schnelltest für Malaria und Tuberkulose
Diagnostik mit LED-Fluoreszenzmikroskopie
Für weit verbreitete Krankheiten wie Malaria und Tuberkulose (TB) ist eine
sichere und einfache Diagnose der Schlüssel, Patienten richtig und nachhaltig zu versorgen. Die Herausforderung liegt darin, eine solche Diagnostik
auch in strukturschwachen High-Risk Regionen der Entwicklungsländer als
Standard zu etablieren. Neuere Entwicklungen in der Mikroskoptechnologie
ermöglichen nun den mobilen Einsatz direkt beim Patienten.
Weltweit sind jährlich 300–500 Millionen Malariafälle zu verzeichnen. Über eine Million der Infizierten sterben jedes Jahr an ihrer Infektion,
insbesondere Kinder. Übertragen wird der Erreger Plasmodium parasite durch die weit verbreitete Anopheles Mücke.
Für die Vielzahl an Patienten wird eine
schnelle, verlässliche Diagnose benötigt. Eine
solche Diagnose steht aber in vielen Entwicklungsgebieten nicht zu Verfügung. Bislang wurde in diesen Regionen das sog. Giemsa-Staining
zur Malaria-Diagnostik verwendet. Dabei werden die Blutproben mit Methanol fixiert, mit
Giemsafärbelösung (Azur-Eosin-MethylenblauEosinat und Methylenblauchlorid in Glycerin)
gefärbt und unter dem Lichtmikroskop betrachtet. Dieser aufwendige Test war für Jahrzehnte
der Standardnachweis für Malaria. Für die Anwendung moderner PCR Techniken fehlen in den
betroffenen Gebieten sehr oft die finanziellen
Mittel für die Ausrüstung sowie gut ausgebildetes Personal.
Dem gegenüber ist die fluoreszenzbasierte Methode zur Detektion der Parasiten eine
preiswerte Alternative, welche auf der Fluoreszenzkernfärbung der Blutprobe und dem Einsatz
eines Fluoreszenzmikroskops basiert [1]. Für
diesen sensitiven Malaria-Schnelltest werden
Objektträger mit dem unspezifischen DNAFarbstoff DAPI präpariert, wobei ein 5 µl großer
Tropfen Blut auf den vorgefertigten Objektträger gegeben wird. Die Färbung kann umgehend
fluoreszenz-mikroskopisch betrachtet werden.
Die Malariaparasiten sind als kleine Punkte
deutlich von den Kernen anderer Blutzellen zu
unterscheiden (Abb. 1). Mit einem batteriebetriebenen Mikroskop kann der Test auch mobil in
abgelegenen und strukturschwachen Gebieten
durchgeführt werden.
In einer Studie wurde die Sensitivität und
Spezifität des Malaria Schnelltest mit dem der
Giemsa Färbung verglichen [2]. Ergebnis: der
Schnell-Test hatte im Vergleich eine geringfügig
höhere Spezifität und eine gleiche Sensitivität.
22 Dr. Volker Ost,
Senior Scientist, Partec
22 Dr. Thomas Liedtke,
Science & Application, Partec
Hinzu kommt, dass diese Ergebnisse beim Test
mit deutlich geringeren Kosten, hoher Zeitersparnis und Mobilität erreicht werden (Tab. 1).
Fluoreszenzanalyse für Tuberkulose
Eine weitere in den Entwicklungsländern stark
verbreitete Infektionskrankheit ist die Tuberkulose (TB), eine bakterielle Infektionskrankheit die
Parameter
Giemsa Test
Malaria
Schnelltest
Versuchsschritte
6 Schritte
3 Schritte
Zeit/Test
25 min
5 min
Kosten/Test
$ 1.00
$ 0.50
Kosten Mikroskop
$ 3.000
$ 1.390
Blutmenge
10 µl
Batteriebetrieb möglich Nein
Abb. 1: Die Stechmücke Anopheles
5 µl
Ja
Tab. 1: Vergleich Giemsa Test und Malaria
Schnelltest, nach Nkrunmah et al.
Abb. 2: Plasmodium falciparum ,Freie Parasiten‘ als kleine, helle Punkte erkennbar. Große fluoreszierende Zellen sind Lymphozyten.
am häufigsten die Lunge befällt,
oft einhergehend als Koinfektion
mit HIV/AIDS. Diese fordert weltweit bis zu 1,8 Millionen Tote pro
Jahr. Übertragen wird sie durch das
Mycobakterium tuberculosis. Fast
ein Drittel der Weltbevölkerung ist
mit Varianten des Tuberkuloseerregers infiziert. Etwa 9 Millionen Infizierte erkranken daran. Der konventionelle
lichtmikroskopische
Nachweis von TB mit der Ausstrichfärbung nach Ziehl-Neelsen ist weniger sensitiv als moderne Nachweise.
Ein effektiver Test für TB-Diagnostik basiert wiederum auf dem
Einsatz eines Fluoreszenzmikroskops. Die dafür verwendete Auramin-Rhodamine-Färbetechnik ist
spezifischer und empfindlicher als
die Diagnose mit einem Lichtmikroskop. Bei der Färbung nehmen
die Tuberkulosebakterien einerseits
das Auramin-Rhodamin auf, andererseits kann der Farbstoff mit
üblichen Entfärbemethoden nur
schwer wieder extrahiert werden.
Die Färbezeit ist im Vergleich zum
Ziehl-Neelsen-Nachweis um die
Hälfte verkürzt.
Schnelltest für Malaria und Tuberkulose sowie mobile Fluoreszenzmikroskope sind bei der Firma
Partec, Münster erhältlich.
Literatur
[1] Göhde W.: A fluorescence-based rapid malaria test for resource-constrained areas. Clinical Laboratory
International Issue No. 5 September,
7–12 (2008)
[2] Nkrumah et al.: Comparison of the
novel Partec Rapid Malaria Test to
the conventional Giemsa Stain and
the Gold Sandard real-time PCR.
Journal of Clinical Microbiology, August 2010: 2925–2928 (2010)
[3] Lehman et al.: The CyScope fluorescence microscope, a reliable tool for
tuberculosis diagnosis in resourcelimited settings. American Journal
of tropical Medicine 83(4), 906–908
(2010)
[4] Sousa-Figueiredo et al.: Investigating portable fluorescent microscope (CyScope) as an alternative
rapid diagnostic test for malaria in
children and Women of child-bearing age. Malaria Journal 2010 Aug
27; 9:245.
Fazit
Mit dem Einsatz der modernen
LED-Technik ist der Beweis angetreten, kompakte Fluoreszenz-Mikroskope von hoher Qualität zu
entwickeln. Mit ihrer neuen Technologie und Bauweise können die
Geräte besonders günstig hergestellt werden. Dadurch ist es
möglich, hochsensitive, robuste,
preiswerte und vor allem mobile
Tests für Malaria und TB in Entwicklungsländern anbieten zu
können.
▶ ▶K ontakt
Dr. Volker Ost
Dr. Thomas Liedtke
Partec GmbH
Münster
Tel.: 02534/8008-12
Fax: 02534/8008-90
[email protected]
www.partec.com