Wie schnelle Antigentests gegen Virusvarianten funktionieren

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In einer Studie konnten Antigen-Schnelltests N-Protein-Mutationen in früheren und aktuellen SARS-CoV-2-Varianten sowie mehr als 99 % der potenziellen zukünftigen Varianten erkennen.

In einer Studie konnten Antigen-Schnelltests N-Protein-Mutationen in früheren und aktuellen SARS-CoV-2-Varianten sowie mehr als 99 % der potenziellen zukünftigen Varianten erkennen.

Im Laufe der Zeit sind viele neue Varianten von SARS-CoV-2 (dem Virus, das COVID-19 verursacht) entstanden, und in Zukunft ist mit weiteren Varianten zu rechnen. Die heute verwendeten Antigen-Schnelltests wurden auf Basis des ursprünglichen SARS-CoV-2-Stamms entwickelt. Es besteht die Sorge, dass künftige Varianten der Erkennung durch Antigen-Schnelltests entgehen könnten.

In einer vom NIH-Programm „Rapid Acceleration of Diagnostics (RADx®) Tech“ finanzierten Studie stellte ein Forschungsteam fest, dass im Handel erhältliche Antigen-Schnelltests frühere und aktuelle besorgniserregende Varianten erkennen können. Das Team entwickelte außerdem eine Methode zur Messung, wie sich potenzielle Virusmutationen in Zukunft auf die Testleistung auswirken könnten.

Antigen-Schnelltests erkennen von SARS-CoV-2 hergestellte Proteine, sogenannte Antigene. Die Tests erkennen diese Antigene im Allgemeinen auf die gleiche Weise wie unser Immunsystem – mit Antikörpern, die für diesen Zweck entwickelt und hergestellt wurden. Die meisten Antigentests zielen auf ein Protein namens Nukleokapsidprotein (N-Protein) ab. Einige zielen auf das Spike-Protein ab. Viele der im Handel erhältlichen Tests verwenden zwei oder mehr verschiedene Antikörper.

Da das Virus im Laufe der Zeit mutiert, könnten die einzelnen Aminosäuren in der langen Kette, aus der das N-Protein besteht, durch andere Aminosäuren ersetzt werden. Einige dieser Veränderungen könnten dazu führen, dass die Antikörper in den Schnelltests nicht mehr an das Protein binden.

Die Forscher erstellten eine riesige Bibliothek verschiedener Versionen des SARS-CoV-2-N-Proteins. Ihre Bibliothek enthielt fast 8.000 einzelne Aminosäuresubstitutionen, was mehr als 99,5 % aller möglichen Mutationen des N-Proteins darstellte.

Als nächstes maßen sie, wie diese N-Proteine ​​mit 17 verschiedenen Antikörpern interagierten, die in 11 kommerziell erhältlichen Antigen-Schnelltests verwendet wurden. Für jeden der 17 Antikörper dokumentierten die Forscher, welche Mutationen am N-Protein die Fähigkeit des Antikörpers, das Protein zu erkennen, beeinträchtigten.

Die Forscher testeten auch Antigen-Schnelltests anhand von Proben von COVID-19-Patienten, die mit mehreren Varianten bis hin zu Omicron BA.1 infiziert waren.

Die Ergebnisse zeigen, dass alle 17 in den Antigen-Schnelltests verwendeten Antikörper in der Lage waren, N-Protein-Mutationen in früheren und aktuellen besorgniserregenden Varianten zu erkennen. Da die Forscher die Antikörper gegen nahezu alle möglichen N-Protein-Mutationen testeten, sollten Schnelltests auch zukünftige Virusvarianten erkennen können. Die Schnelltests funktionierten auch bei Proben von Patienten mit bekannten SARS-CoV-2-Varianten.

Antigen-Schnelltests sind ein wichtiges Instrument, um die Ausbreitung von COVID-19 zu verlangsamen. Wenn Menschen wissen, dass sie infiziert sind, können sie zusätzliche Maßnahmen ergreifen, um eine Übertragung des Virus auf andere zu verhindern. Die Informationen aus dieser Studie können dabei helfen, Tests zu erkennen, die eine bestimmte neue SARS-CoV-2-Variante möglicherweise nicht erkennen.

Die Forscher untersuchten die Auswirkungen einzelner Mutationen, doch viele besorgniserregende Varianten weisen mehrere Mutationen am N-Protein auf. Zukünftige Forschungen könnten untersuchen, wie sich mehrere N-Proteinmutationen auf die Fähigkeit von Antikörpern auswirken, das Protein zu erkennen.

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Frank, F., Keen, MM, Rao, A., Bassit, L., Liu, X., Bowers, HB, Patel, AB, Cato, ML, Sullivan, JA, Greenleaf, M., Piantadosi, A., Lam, WA, Hudson, WH und Ortlund, EA (2022). Deep Mutational Scanning identifiziert SARS-CoV-2-Nukleokapsid-Escape-Mutationen derzeit verfügbarer Antigen-Schnelltests. Zelle, 185(19), 3603–3616.e13. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.08.010

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Letzte Aktualisierung der Seite: 25. Oktober 2022