Aussendung vom 03.05.2021

Antigen und PCR: Wie funktionieren Coronatests?

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Sie sind in aller Munde – oder besser gesagt in aller Nase: Coronatests begleiten uns mittlerweile seit vielen Monaten und sind zu einem ganz selbstverständlichen Teil unseres Alltags geworden. Doch worin unterscheiden sich Antigen- und PCR-Tests? Was genau wird dabei untersucht, und welche chemischen Vorgänge entscheiden darüber, ob am Ende ein positives oder negatives Ergebnis herauskommt? Zwei Lehrende der Fachhochschule Wiener Neustadt klären auf.

Wiener Neustadt, 3. Mai 2021 – PCR - die Buchstabenkombination kennt seit Monaten jedes Kind. Doch wofür stehen diese drei Buchstaben eigentlich? Thomas Pekar, Studiengangsleiter des Bachelorstudiums Biomedizinische Analytik und Leiter des Lehrgangs Zytodiagnostik und Molekularpathologie an der FH Wiener Neustadt klärt auf: „PCR steht für die Polymerase-Kettenreaktion. Das ist eine molekularbiologische Labormethode, bei der einzelne Bereiche der Erbsubstanz (DNA) vervielfältigt werden.“

Als so genannter Bürstenabstrich wird das durch den Test entnommene Virusmaterial in einem Transportgefäß im Labor angeliefert. Im ersten Schritt wird das RNA-Erbgut des Virus in DNA umgeschrieben, dann beginnt die eigentliche PCR. In einem Reaktionsgefäß mit verschiedenen Reagenzien wird die doppelsträngige DNA zunächst in zwei Einzelstränge gespalten, dann bindet ein kurzes Farbstoff-markiertes DNA-Stück (Sonde) an den Teil der DNA, der spezifisch für das SARS-CoV-2 Virus ist.

„Bei jedem „Kopiervorgang“, bei der die Probe immer wieder erhitzt und wieder abgekühlt wird, bildet die Polymerase einen weiteren Strang (Kopie), an den sich wiederum eine Sonde anlagern und dadurch ihr Farbstoffsignal freisetzen kann, welches vom Gerät aufgezeichnet wird. Der Kopiervorgang wird solange wiederholt, bis die für den Nachweis erforderliche Menge an DNA vorliegt. Für einen positiven Nachweis auf SARS-CoV2-Virus braucht es drei Viruskopien pro Mikroliter Probe“, erklärt Pekar.

Von einer positiven Probe spricht man, wenn der Ct-Wert (der aussagt, wie oft eine Probe vervielfältigt werden muss, damit das Messsignal exponentiell ansteigt) unter 30 liegt.

Was hinter der ominösen T-Linie steckt

Deutlich öfter als die PCR-Methode kommt allerdings der Antigen-Schnelltest zum Einsatz. Bei diesem wird eine bestimmte Eiweiß-Struktur, die sich an der Oberfläche des Virus befindet, nachgewiesen.

In dem Test erkennen Antikörper diese Eiweißstrukturen, indem sie ganz gezielt an sie binden. „Diese Antikörper wurden speziell für die Labordiagnostik hergestellt und tragen einen Farbstoff, um sie sichtbar zu machen. In dem Schnelltest wird die Flüssigkeit mit dem Virusmaterial aus der Abstrichprobe auf ein Filterpapier getropft, das diesen Antikörper enthält“, so Agnes Grünfelder, die in Forschung und Lehre im Bereich Molekularbiologie und molekularer Diagnostik an der FHWN am Biotech Campus Tulln tätig ist.

Die Flüssigkeit wird dann durch Kapillareffekte durch den Filterstreifen gesaugt. Im Test-Bereich des Filterstreifens (meist mit einem „T“ gekennzeichnet) bleiben nur die Antikörper, die das Virus gebunden haben, haften, indem sie an einem weiteren, dort verankerten Antikörper binden. Dies ist dann an der Färbung bei „T“ zu erkennen. Antikörper, die keine Eiweißstrukturen gebunden haben, wandern weiter im Filterstreifen und ergeben somit keine erkennbare Färbung. Eine Linie im Control-Bereich „C“ des Teststreifens bedeutet, dass der Test allgemein funktioniert hat (z. B. Flüssigkeit durchgesaugt werden konnte).

„Der Antigen-Test braucht somit weniger Vorbereitungsschritte und liefert schneller ein Ergebnis als ein PCR-Test - der Vorteil der PCR ist allerdings, dass damit bereits eine geringe Virusanzahl, wie z. B. in einer sehr frühen Phase der Infektion, erkannt werden kann“, meint Grünfelder. Da der Antigen-Test keinen Vervielfältigungsschritt enthält, kann er nur vergleichsweise hohe Mengen an Virusmaterial erkennen - ein negatives Testergebnis ist daher auch kürzer gültig.

Die Fachhochschule Wiener Neustadt.

Die FH Wiener Neustadt zählt zu den Top-Bildungseinrichtungen des Landes und ist Gestalter sowie Vorbild am heimischen FH-Sektor. Mittels praxisnaher Ausbildung, internationaler Vernetzungen und innovativer Forschungsarbeit werden gefragte Persönlichkeiten ausgebildet. Aktuell bietet die FH Wiener Neustadt an den vier Standorten in Wiener Neustadt, Wieselburg, Tulln und Wien insgesamt 40* Studiengänge an den fünf Fakultäten Wirtschaft, Technik, Gesundheit, Sport und Sicherheit an. Dies eröffnet den mehr als 4.000 Studierenden eine Vielzahl an Karriereperspektiven. 470 MitarbeiterInnen und rund 1.330 ReferentInnen sorgen dabei für die hohe Praxisrelevanz der Ausbildung und einen modernen sowie effizienten Lehrbetrieb. Die FH Wiener Neustadt hat ein eigenes Forschungsunternehmen – die FOTEC Forschungs- und Technologietransfer GmbH – und kooperiert mit rund 100 Partnerhochschulen weltweit. Neben der laufenden Weiterentwicklung des Studienangebots und der aktiven Vernetzung durch internationale Kooperationen, sind die Gründung des City Campus im Herzen von Wiener Neustadt sowie die Erweiterung des Marketing & Sustainable Innovation Campus Wieselburg wesentliche Meilensteine im Ausbau des Wissenschaftsstandortes Niederösterreich. Mit einem eigenen Institut für Nachhaltigkeit und der Eröffnung des Innovation Labs wurden einmal mehr bereits frühzeitig die Weichen für eine erfolgreiche Zukunft gestellt.

*vorbehaltlich der Akkreditierung der AQ Austria

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