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UFZ-Virologe René Kallies bereitet die Abwasserproben aus den Kläranlagen für die Testung vor.
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UFZ-Virologe René Kallies bereitet die Abwasserproben aus den Kläranlagen für die Testung vor.

Darmstadt

Darmstadt: Auf der Suche nach Virusmutationen im Abwasser

  • Claudia Kabel
    VonClaudia Kabel
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Forschende werten Proben aus Kläranlagen aus ganz Deutschland aus. Auch Darmstadt beteiligt sich an der Studie des Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung und der TU Dresden.

Viele Menschen sind mit Sars-CoV-2 infiziert, werden aber nicht getestet, weil sie keine oder keine typischen Symptome haben. Sie tauchen in der Statistik zwar nicht auf, scheiden aber bei jedem Toilettengang Erbmasse der Viren aus. Diese zu untersuchen ist Ziel einer im Mai 2020 begonnenen, bundesweit angelegten Studie, die derzeit ausgewertet wird. Durchgeführt wird das Projekt vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig und der TU Dresden, unterstützt durch die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA).

Frühwarnsystem

Die Idee des Abwassermonitorings ist nicht neu. Ähnliche Untersuchungen wurden im Rahmen des Drogenscreenings und im Zusammenhang mit Polio-Impfmaßnahmen durchgeführt.

Mit Probenahmen an circa 900 Kläranlagen könnten etwa 80 Prozent des gesamten Abwasserstroms und damit ein Großteil der Bevölkerung in Deutschland täglich erfasst werden.

Bis zum flächendeckenden Monitoringsystem sind noch einige Herausforderungen zu bewältigen. Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung und TU Dresden prüfen deshalb in Zusammenarbeit mit der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall den Ansatz unter Realbedingungen. cka

Die Wissenschaftler gehen laut UFZ davon aus, dass Abwasser vor allem auch zur Detektion von Virusmutationen genutzt werden kann. Der relative Anteil verschiedener Mutationen, die in einem Einzugsgebiet auftreten, könnte so anhand von wenigen Proben beurteilt werden. „Momentan findet die Analyse der Daten statt – auch im Hinblick auf den Nachweis von Virusmutationen, die eine zunehmende Rolle im Infektionsgeschehen spielen“, sagt René Kallies, der die Laboruntersuchungen am UFZ leitet. Eine der 50 Kläranlagen, in denen Proben genommen wurden, ist das Zentralklärwerk Darmstadt. Es „zeichnet sich ab, dass ein Abwassermonitoring als Frühwarnsystem dienen kann, das frühzeitig auf eine höhere Zahl neuer Infektionen hinweist, wenn die offiziellen Inzidenzzahlen noch niedrig sind“, sagt der für die Abwasserwirtschaft zuständige Stadtkämmerer André Schellenberg (CDU). Nach Pilotversuchen hatte im Oktober ein sechswöchiger Praxistest begonnen. Hierzu stellten die Kläranlagen 24-Stunden-Mischproben und Primärschlamm von fünf Tagen je Woche zur Verfügung.

Die Proben wurden so aufgearbeitet, dass der virale Genstrang, die RNA, extrahiert werden kann. Danach erfolgt der Nachweis mittels PCR. Die Entdeckung von Mutationen oder Virusvarianten im Abwasser sei aber recht aufwendig, sagt Kallies. Denn die Proben enthielten vergleichsweise geringe Mengen Erbgutmaterial, was eine komplexere Aufbereitung der Proben für die Sequenzierung notwendig mache. Im Abwasser könnten, im Gegensatz zu Patientenmaterial, zudem viele verschiedene Genomvarianten vorkommen. Eine eindeutige Zuordnung zu den besorgniserregenden Virusvarianten sei derzeit noch problematisch.

In einem anderen Projekt forscht auch die Technische Universität (TU) Darmstadt am Corona-Frühwarnsystem Abwasser. Untersucht wurden hierbei Proben aus Frankfurt und vom Frankfurter Flughafen. Eine der interessantesten bisherigen Erkenntnisse dieser Studie ist laut Susanne Lackner, Leiterin des TU-Fachgebiets Abwasserwirtschaft, dass „über die Hälfte der vorhanden Virusvarianten noch gar nicht beschrieben oder klinisch nicht relevant ist“.

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