Spurensuche im Labor

Im Speichel tummeln sich Viren, Bakterien und Kleinstorganismen. Welcher von den winzigen Bewohnern dort hingehört und welcher nicht, können Fluoreszenzverfahren und Gentests zeigen.

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Viren können in Petrischalen gezüchtet werden. Sie vermehren sich in Zellkulturen©

Ein Gespräch und eine körperliche Untersuchung reichen dem Arzt normalerweise aus, um eine Erkältung oder eine Grippe feststellen zu können. Hat er aber Zweifel oder einen Verdacht auf eine andere Erkrankung, kann er Spezialtests in Auftrag geben. Dafür entnimmt er Blut oder Speichel und schickt die Proben ins Labor. Technische Assistenten und Mediziner analysieren diese dann mithilfe verschiedener Methoden.

Für eine Speichelprobe reibt der Arzt mit einem sterilisierten Wattetupfer kräftig über die Schleimhaut im Mund. In einer kleinen Flasche mit Nährflüssigkeit verschlossen schickt er sie ins Labor. Das muss rechtzeitig geschehen, denn wenn er diesen Abstrich zu spät macht, werden nur noch wenige Erreger im Sekret zu finden sein. Drei Tage nach Krankheitsausbruch ist die Keimkonzentration gerade noch hoch genug für die meisten Analysemethoden. Danach lassen sich Erreger nur noch mithilfe sehr aufwändiger Methoden nachweisen.

Für normale Mikroskope sind Viren zu klein

Grippe-Erreger sind unter einem Lichtmikroskop nicht zu erkennen, dafür sind sie zu klein. Virologen legen sie entweder unter ein Elektronenmikroskop, oder sie weisen sie indirekt nach. Das bedeutet: Sie entnehmen der Probe Teile der Virushülle oder Bruchstücke des Erbguts und können so darauf schließen, um welchen Keim es sich handelt.

Im Krankenhaus verwenden Mediziner Schnelltests, um Viren nachzuweisen. Dazu tupft der Arzt Sekret aus der Nase oder aus dem Rachen auf einen Teststreifen. Verfärbt sich der Streifen nach 15 Minuten, hat die Probe Bruchstücke von Viren enthalten.

Grün bedeutet: Virus gefunden

Immunfluoreszenztests arbeiten mit fluoreszierenden Leuchtmitteln, daher ihr Name. Zunächst verdünnen Virologen das entnommene Sekret und geben dann künstlich erzeugte Antikörper hinzu. Antikörper sind Substanzen, die an Erreger andocken und mit ihnen verklumpen - sofern der Antikörper zum Erreger passt wie ein Puzzleteil zum nächsten. An den Test-Antikörpern, welche die Virologen für dieses Verfahren verwenden, hängen fluoreszierende Farbstoffe. Sie leuchten erst auf, wenn der Antikörper an seinem Erreger klebt.

Schimmert die Probe grünlich, hat der künstliche Antikörper ein Viren-Pendant gefunden. Verfärbt sich das Teströhrchen nicht, muss der Virologe es mit einem anderen Test-Antikörper versuchen. Nach mehreren Durchgängen ist meist klar, welche Virenbruchstücke in der Probe enthalten sind. Ein solcher Test dauert etwas länger, ist dafür aber sehr genau: Immunfluoreszenzverfahren können sogar feststellen, um welche Unterart eines Virus es sich handelt.

Im Labor werden die Viren vermehrt

Für den Immunfluoreszenztest müssen ausreichend Viren zur Verfügung stehen. Möglicherweise hat der Arzt beim Abstrich aus dem Rachen aber nur einige Erreger erwischt. Deshalb vermehren Speziallabore die Keime zuvor. Fachleute sprechen von "anzüchten".

Um sich vermehren zu können, brauchen Viren andere Lebewesen. In der Forschung, in der Pharmaindustrie und in den Diagnoselaboren werden meist bebrütete Hühnereier als Wirt für die Viren bereitgestellt. Neuere Verfahren nutzen Zellkulturen statt Eiern. Das sind Ansammlungen gleicher Zellen, die zum Beispiel in einer Petrischale in Nährlösung schwimmen. In diesen Zellen vervielfältigen sich die Viren ohne weiteres Zutun der Virologen.

Gene unter Strom

Mithilfe der Gentechnik kann man Viren ebenfalls auf die Schliche kommen. Dafür extrahieren Virologen zunächst Erbgutschnipsel aus der Speichelprobe - und zwar nur solche, die von Viren stammen. Anschließend kopieren sie die Gen-Segmente, meist millionenfach, bis die Menge ausreicht, um die Viren-Gene mithilfe gängiger gentechnischer Methoden nachzuweisen.

Zum Kopieren nutzen Virologen die sogenannte Polymerase-Kettenreaktion (PCR, polymerase chain reaction), ein Verfahren, bei dem das Enzym Polymerase im Reagenzglas alleine vor sich hinarbeitet. Unermüdlich knüpft es neue Gensegmente zusammen. Dabei hält sich die Polymerase an die Vorlage: jene Viren-Genschnipsel aus der Speichelprobe.

Liegen die Viren-Gene in ausreichender Menge vor, geben Molekularbiologen das Erbgut auf eine Gel-Platte und schließen sie an Stromkabel an. Das Verfahren nennt sich Elektrophorese. Die Spannung auf der Gel-Platte lässt die Erbgutschnipsel der Viren durch das Gel wandern. Nach einiger Zeit haben sich die Gen-Segmente auf der Platte verteilt, manche liegen weit oben, andere mittig, andere eher unten. Molekularbiologen können anhand der eingenommenen Positionen feststellen, um welche Erbgutschnipsel es sich handelt und so Rückschlüsse auf den Virustyp ziehen.

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