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Anwendungen der PCR

PCR bei der Detektion von Bioterror-Substanzen

Die Polymerase-Kettenreaktion ist eine unverzichtbare Technologie zur Identifikation von pathogenen Mikroorganismen. Infektionen mit dem Pest-Erreger Yersinia pestis oder dem Milzbrand-Erreger Bacillus anthracis spielen heute im normalen Alltag der Labordiagnostik praktisch keine Rolle mehr. Entsprechend sind nur noch wenige Laboratorien mit dem Nachweis dieser Bakterien vertraut.

Seit dem Briefanschlag mit Anthrax-Sporen1, in den USA 2001 hat die Diagnostik dieses für Menschen tödlichen Keimes allerdings eine ganz andere Bedeutung erlangt. Der Milzbrand-Erreger wurde hier gezielt als Biowaffe eingesetzt. Das gleiche gilt für einige Viren wie die Pocken-Viren (Variola-Viren), die derzeit aufgrund eines konsequent durchgeführten Impfprogramms als ausgerottet gelten, die aber ebenfalls für bioterroristische Zwecke eingesetzt werden könnten2).

Anschläge auf US-Bürger mit Milzbrand-Sporen

Für den Kampf gegen alle Viren, Bakterien oder Toxine, die sich potenziell als Biowaffe einsetzen lassen, gilt, dass nicht nur Möglichkeiten der großräumigen Impfung und Therapie zur Verfügung stehen müssen, sondern auch die schnelle und präzise Identifizierung einer derartigen Infektion gelingt. In spezialisierten Laboratorien ist die Kultivierung und biochemische Identifizierung dieser Keime zwar etabliert, benötigt aber trotzdem einen gewissen Zeitraum, der im Fall eines Terrorangriffs mit diesen Biowaffen zu lang ist, um den Betroffenen schnell und effizient helfen zu können. Oft besteht der Nachweis des lebenden, d.h. vermehrungsfähigen Pathogens, vor allem darin, dass dieses Pathogen erst einmal kultiviert wird - und das kann Tage dauern. Eine andere Möglichkeit, bakteriellen oder viralen Befall nachzuweisen, erfolgt über Elektronenmikroskopie. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass es nur dann funktioniert, wenn der Erreger in genügend hohen Konzentrationen im Präparat vorhanden ist. Außerdem können allein auf das Basis des Aussehens harmlose von potenziell tödlichen Erregern nicht unterschieden werden.

Die PCR, besonders die rapid real-time PCR, bietet in diesen Fällen die Option, schnell und spezifisch einen bestimmten Erreger zu identifizieren. Diese Methode sagt zwar nichts darüber aus, ob ein Erreger vermehrungsfähig ist, aber schon allein die Anwesenheit eines Milzbrand-Erregers in der Lunge sollte ausreichen, um möglichst schnell effektive Behandlungsmethoden einzuleiten. Mit der PCR lassen sich zudem elektronenmikroskopisch ähnlich aussehende harmlose Vertreter von extrem virulenten Stämmen unterscheiden.

1)Anthrax ist der englische Begriff für Milzbrand, der auch im Deutschen gebräuchlich ist.
2)Die WHO: Weltgesundheitsorganisation hat 1980 die Welt für Pocken-frei erklärt. Die Pockenimpfpflicht wurde daraufhin in den meisten Ländern aufgehoben.
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