Als sich Michele Gregorini vor fünf Jahren für eine Doktorarbeit bewirbt, schlägt ihm Wendelin Stark, Professor im Departement für Chemie und Angewandte Biowissenschaften der ETH, vor, der Maschinenbauingenieur solle ein PCR-Gerät entwickeln, das einfacher und schneller als herkömmliche Modelle funktioniert. Inzwischen ist Gregorini CEO einer jungen Firma, in deren Zentrum das PCR-Gerät aus seiner Doktorarbeit steht. Gemeinsam mit Philippe Bechtold – einem Chemieingenieur, der ebenfalls in der Forschungsgruppe von Prof. Stark promoviert, hat er vor rund einem Jahr das ETH-Startup Diaxxo gegründet.
PCR-Tests sind das Maß der Dinge bei der Diagnose von Infektionskrankheiten, und das nicht erst seit der Corona-Pandemie. Um die genaue Art des Erregers zu bestimmen, wird ein Rachenabstrich gemacht und in einem medizinischen Labor analysiert, was in der Regel einige Tage in Anspruch nimmt. Geht es nach den beiden Wissenschaftlern, soll das in Zukunft einfacher und vor allem schneller gehen, da das Gesundheitspersonal die PCR-Tests in weniger als 30 Minuten direkt in der Praxis durchführen kann. „Das spart nicht nur Zeit, sondern vor allem Geld“, so Gregorini. Ein Test soll nur wenige Franken kosten, ein enormer Vorteil besonders für Entwicklungsländer.
Statt die Reagenzien für den Test in einem Plastikröhrchen zu vermischen, wird bei der neuen Methode lediglich ein Tröpfchen der Patientenprobe in eine der Mulden auf der Aluminium-Kartusche gegeben. Weil Metall Wärme viel besser leitet als Kunststoff, kann das Gerät die Reagenzien schneller aufheizen und abkühlen. Mehrere solcher Reaktionsschritte, die bei unterschiedlichen Temperaturen von 55 bis 95 Grad Celsius ablaufen, sind nötig, um das Erbgut des Krankheitserregers zu vervielfältigen. Ein derartiger Zyklus dauert in dem neuen Gerät peakPCR knapp 20 Sekunden – statt wie gewöhnlich zweieinhalb Minuten. Die Gesamtdauer für einen PCR-Test mit 45 Zyklen reduziert sich damit von über zwei Stunden auf knapp 20 Minuten. Auch das aufwendige Pipettieren verschiedener Reagenzien fällt weg, da diese in gefriergetrockneter Form in den Mulden der Kartusche bereits vorhandensind. Ein weiterer Vorteil: Testkits für verschiedene Erreger lassen sich dadurch bis zu sechs Monate bei Raumtemperatur aufbewahren. Das Team von Diaxxo arbeitet derzeit daran, das Testgerät marktreif zu machen. In Zusammenarbeit mit dem Schweizer Tropen- und Public Health-Institut (Swiss TPH) sind in einer Feldstudie auf Sansibar derzeit Geräte von Diaxxo im Einsatz, um Schulkinder flächendeckend auf die parasitische Wurmerkrankung Schistosomiasis zu testen.
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