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Coronaviren im Abwasser als Gradmesser der Infektionsverbreitung

07.04.2020

Neueste Studien zeigen, dass zwanzig Prozent oder mehr an COVID-19-Erkrankten Sars-COV-2 über den Stuhl ausscheiden. Dutzende Wissenschaftler*innen weltweit, auch an der Universität Innsbruck, arbeiten nun an einem Abwasser-Epidemiologischen Testverfahren, mit dessen Hilfe sie Aussagen darüber treffen können, wie sich die Anzahl der Infektionen im Einzugsgebiet einer Kläranlage verändert. Mit diesem Wissen lassen sich hoffentlich Handlungsempfehlungen für die Gesundheitsbehörden ableiten.

Die große Frage nach der Dunkelziffer der mit Sars-COV-2 infizierten Personen und damit nach der aktiven Ausbreitung des Virus beschäftigt derzeit verschiedene wissenschaftliche Disziplinen. Eine erfolgversprechende Möglichkeit, um einen umfassenden Überblick über die Ausbreitung der Krankheit zu erhalten, bietet die Untersuchung von Abwasserproben. Ein relevanter Teil an Infizierten, auch solche mit keinen oder milden Symptomen, scheidet nämlich das Virus über den Stuhl aus, das damit ins Abwasser gelangt. Aus den Abwasserproben können personenunabhängige Rückschlüsse auf die Verbreitung der Infektionen gezogen werden. Diesen Abwasser-epidemiologischen Ansatz verfolgt nun das Institut für Mikrobiologie sowie der Arbeitsbereich Umwelttechnik der Universität Innsbruck gemeinsam mit drei Ausgründungen der Universität - BioTreaT, Sinsoma und hydro-IT - sowie mit Arbeitsgruppen in den Niederlanden und den USA. Basis der Analyse ist eine adaptierte PCR-Methode. Kooperationspartner aus den Niederlanden konnten auf diesem Wege bereits Virusfragmente im Abwasser nachweisen. Zurzeit wird am Standort Innsbruck energisch daran gearbeitet eine entsprechende Finanzierung aufzustellen, den Kontakt mit den Kollegen weltweit auszubauen und erste Probenahmen und Analysen durchzuführen.

Die Innsbrucker Wissenschaftler*innen versuchen nun in zwei Schritten möglichst schnell zu belastbaren Ergebnissen zu gelangen:

Schritt 1:
Evaluierung und Adaption bestehender RNA-Extraktions- und Nachweismethoden.
Organisation der Probensammlungen und Sicherung der Proben.

Schritt 2 (nach Genehmigung des/der Forschungsanträge):
Quantitative Bestimmung von SARS-CoV-2-RNA aus Abwässern.
Etablierung eines GIS-basierten Informationsportals.
Schaffung einer Basis zur Quantifizierung des Umfangs und der Dynamik von Ausbrüchen unabhängig von Patiententests oder Krankenhausberichten.

Die aus Abwasseruntersuchungen generierten Daten könnten eine Entscheidungsunterstützung für Gesundheitsbehörden liefern, die den Zeitpunkt und die Schwere von Interventionen (Kontaktvermeidung, Quarantänemaßnahmen, etc.) im Bereich der öffentlichen Gesundheit bestimmen müssen. Die entwickelte Methodik soll zudem in Zukunft genutzt werden, um frühzeitig vor dem Wiederauftreten des Coronavirus warnen zu können und helfen, die Wirksamkeit von Interventionen abzuschätzen.

Derzeit beteiligte Partner:

BioTreaT ist der Ansprechpartner für die Abwasserverbände und liefert den teilnehmenden Einrichtungen Probenahmekits und -protokolle.
Abwasseranlagen sammeln in regelmäßigen Intervallen Proben.
Am Institut für Mikrobiologie werden die Proben ver- und aufgearbeitet, um virale RNA zu konzentrieren und zu extrahieren.
Bei Sinsoma wird mit diagnostischer PCR SARS-CoV-2 nachgewiesen.
Das Institut für Infrastruktur (AB Umwelttechnik) und hydro-IT etablieren eine Datenplattform, um die Testergebnisse zu sammeln und Abwassernetz-basiert auszuwerten.

Rückfragehinweis:
Rudolf Markt, MSc
Institut für Mikrobiologie
Universität Innsbruck
Mobil: +43 650 842 28 99
E-Mail: rudolf.markt@uibk.ac.at
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