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Was ist der Unterschied zwischen Standard-Virustransportmedien und molekularen Transportmedien?

Um die weltweit steigende Anzahl von COVID-19-Tests bewältigen zu können, ist ein sicherer und einfacher Probenahme- und Transportmechanismus entscheidend. Erfahren Sie, wie PrimeStore® MTM, ein neuartiges Virustransportmedium, sichere molekulardiagnostische Tests auf mehrere Pathogene aus nur einem Abstrich im Vergleich zu Standard-Virustransportmedien ermöglicht.

Der Hauptunterschied zwischen MTM und VTM besteht darin, dass molekulare Transportmedien, wie zum Beispiel PrimeStore® MTM, Viren, Bakterien, Pilze und Mycobacterium tuberculosis vollständig inaktivieren, was eine sichere Handhabung und einen sicheren Transport der Proben ermöglicht und das Infektionsrisiko deutlich verringert.

Dieses neuartige, von der FDA zugelassene und IVD CE-gekennzeichnete System für die Entnahme, Lagerung und den Transport von Infektionsproben wurde speziell entwickelt, um die Nachteile von herkömmlichen Virustransportmedien (VTM) und universellen Transportmedien (UTM) zu beseitigen. Diese inaktivieren die Mikroben nicht und können zudem molekulardiagnostische Tests hemmen.

 

Was sind molekulare Transportmedien?

PrimeStore MTM (molekulares Transportmedium) wurde speziell zur sicheren Inaktivierung pathogener Proben bei gleichzeitiger Konservierung und Stabilisierung der freigesetzten DNA und RNA entwickelt. Das in Primestore MTM enthaltene Guanidinthiocyanat zerstört die Schutzhülle eines Virus (das Kapsid) und macht es damit reinfektionsunfähig, während die viralen Nukleinsäuren für die Molekulardiagnostik, Sequenzierung sowie für Biobanking erhalten bleiben.

Molekulardiagnostische Tests sind heute aufgrund ihrer verbesserten Leistung und schnellen Ergebnislieferung sehr populär. Bei den meisten derzeit zugelassenen Tests für COVID-19 (SARS-CoV-2-Virus) und andere Infektionskrankheiten handelt es sich um molekulardiagnostische Tests auf Nukleinsäurebasis ohne das Risiko eines Transports lebender Krankheitserreger für Routinetests.

PrimeStore MTM wurde speziell für molekulare Anwendungen entwickelt und optimiert, einschließlich qPCR und Next-Generation-Sequencing, und stützt sich auf eine einzigartige patentierte Technologie zur sicheren Probenahme von Patienten mit hochinfektiösen Krankheiten. Es kam 2006 im Rahmen eines Pandemieplans auf den Markt und wurde bereits bei Tests auf viele Infektionskrankheiten und folgenschwere Krankheitserreger, darunter Influenza, RSV, TB, HIV und Coronavirus, eingesetzt.

COVID-19 hat zu einem signifikanten Anstieg der weltweiten Nachfrage nach PrimeStore MTM geführt, dem einzigen von der FDA zugelassenen Produkt der Klasse II für die Lagerung und Stabilisierung mikrobieller Nukleinsäuren (RNA und DNA), das den sicheren Transport von potenziell virenhaltigen Proben ermöglicht. Es gibt bereits eine Reihe von veröffentlichten Beispielen für seine Verwendung zur Virusinaktivierung beim Nachweis von SARS-CoV-2-RNA [1].

 

Vorteile von MTM gegenüber VTM und UTM

PrimeStore MTM gilt als echte Revolution in puncto Sicherheit, Zuverlässigkeit und Kosten bei der Entnahme und dem Transport von pathogenen Proben. Die wichtigsten Unterschiede zwischen MTM und allgemeinen UTM/VTM sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

Herkömmliche UTM und VTM wurden für den Transport intakter, lebensfähiger mikrobieller Proben für die Kultur entwickelt. Das bedeutet, dass immer noch ein biologisches Risiko besteht, das eine kontrollierte Umgebung für die anschließende Laborarbeit erfordert. Da es sich bei den Proben um lebende Proben handelt, sind überdies Kühlkettenbedingungen für Lagerung und Transport erforderlich.

Diese Standard-Transportmedien können auch RNA- und DNA-schädigende Enzyme und Nukleasen enthalten und somit eine optimale molekulardiagnostische Testleistung, etwa bei der PCR, verhindern. Für moderne molekulardiagnostische Tests sind keine lebensfähigen Viren, sondern nur intakte mikrobielle Nukleinsäuren erforderlich.

Nach der Zugabe eines Abstrichs oder einer Bioflüssigkeit zum PrimeStore MTM steht dem Benutzer eine „Momentaufnahme“ der inaktivierten mikrobiellen Probe zur Verfügung. Die mikrobielle DNA, und noch wichtiger die labile RNA; wird sofort am Ort der Probenahme stabilisiert und konserviert. Proben in MTM müssen daher nicht nach der biologischen Sicherheitsstufe BLS-III oder BLS-II vorbehandelt werden; es sind lediglich die normalen sicheren Laborpraktiken erforderlich.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil von MTM ist, dass eine Probe bei Umgebungstemperatur bis zu sieben Tage (Abbildung 1) bzw. bei 2 bis 8 °C 28 Tage lang sicher gelagert und mehrmals verwendet werden kann. Dies reduziert nicht nur die Risiken bei der Handhabung lebender pathogener Proben, sondern auch die Kosten durch den Wegfall der Kühlkette und, wie oben erwähnt, die Notwendigkeit von Einrichtungen der Kategorie III, da die Tests nicht in einem Hochsicherheitslabor durchgeführt werden müssen.

 

Kombination aus COVID-19- und Grippetests

Es ist klar, dass für die Grippesaison und eine mögliche zweite Welle von COVID-19 ein robustes Testprogramm erforderlich ist, da bald Tausende Personen Symptome aufweisen werden, die Grippe oder Coronavirus sein könnten.

Da mit einer Abstrichprobe auf mehrere Infektionskrankheiten getestet werden kann, ist PrimeStore MTM ideal für die bevorstehende Grippesaison. Der Grund dafür ist, dass in MTM entnommene und gelagerte Proben sowohl auf COVID-19 als auch auf Influenza getestet werden können, und zwar aus einer einzigen inaktivierten und stabilisierten Abstrichprobe. Dies und die Tatsache, dass kein gekühlter Transport und keine gekühlte Lagerung erforderlich sind, ermöglicht eine Krankheitsdifferenzierung zu geringeren Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Probenahmekits.

Bewährter sicherer Virustransport

PrimeStore MTM ist eine bewährte Technologie. Millionen von Röhrchen wurden bereits während und vor der COVID-19-Pandemie weltweit an Krankenhäuser und Labors verkauft. Dies zeigt, dass diese Einrichtungen davon überzeugt sind, dass PrimeStore MTM sicherere und zuverlässigere Tests ermöglicht als allgemeine VTM oder universelle Transportmedien, Kochsalzlösung oder RUO-Produkte.

Seit 2011 wurden eine Reihe referierter wissenschaftlicher Publikationen veröffentlicht, die den Einsatz von PrimeStore MTM für die zuverlässige Inaktivierung (Tabelle 2) und den Nachweis von Pathogenen aus verschiedensten klinischen Matrices und Bioflüssigkeiten sowie mit verschiedenen Analyseplattformen validieren. Eine Auswahl dieser Publikationen ist verfügbar.

Vor Kurzem sprach sich ein Forscherkonsortium für die biologische Sicherheit bei Transport und Testung von Krankheitserregern durch den Einsatz virusinaktivierender VTM aus, die biologische Krankheitserreger abtöten und gleichzeitig die Stabilisierung und Konservierung von DNA und RNA für molekulardiagnostische Anwendungen gewährleisten.

Sie stellten fest, dass PrimeStore MTM ausgiebig hinsichtlich der wirksamen Inaktivierung/Abtötung von Virus-, Bakterien- und Pilzpathogenen sowie Bewahrung der Stabilität der freigesetzten DNA und RNA analysiert wurde und dass es von der FDA zugelassen ist. Zudem stellten sie fest, dass

die Umstellung auf ein virusinaktivierendes VTM für die Probenahme das Risiko bei Transport und Handhabung biologischer Proben für die Diagnose verringert und auch den Bedarf an speziellen Verpackungs- und Transportmaßnahmen für SARS-CoV-2/COVID-19-Testproben verringern kann.“ [2]

 

Nicht alle Inaktivierungsmedien sind gleich

Wie zuvor erwähnt, sind für die sichere Arbeit mit dem lebenden humanen Coronavirus SARS-CoV-2 Hochsicherheitslabors erforderlich. Nach der Inaktivierung können SARS-CoV-2 enthaltende Proben jedoch auf einer niedrigeren Sicherheitsstufe gehandhabt werden, wodurch sich Testkapazitäten in mehr Labors eröffnen.

Eine aktuelle Studie von Public Health England [3] untersuchte verschiedenste Inaktivierungsreagenzien, die in britischen Labors aktuell während der COVID-19-Pandemie für den Probentransport und die anschließende molekulare Aufbereitung verwendet werden. Insgesamt 23 im Handel erhältliche Reagenzien für die Virusinaktivierung, den Transport klinischer Proben und die Nukleinsäureextraktion wurden auf ihre Fähigkeit, SARS-CoV-2 zu inaktivieren, untersucht.

Mittels TCID50 und Blindpassage wurde geprüft, ob aus den mit Inaktivierungsreagenzien behandelten Proben noch infektiöse Viren rückgewonnen werden konnten. Die Ergebnisse zeigten, dass von den getesteten Probentransportreagenzien PrimeStore MTM eines der lediglich zwei Reagenzien war, aus denen weder mittels TCID50 noch Blindpassage der behandelten aufgereinigten Probe Restviren nachweisbar waren.

 

Schlussfolgerung

Die neuartige, patentierte Probenahmevorrichtung PrimeStore® MTM ermöglicht eine schnelle Inaktivierung von COVID-19-Proben im Sammelröhrchen. Dadurch wird das Infektionsrisiko sofort beseitigt und die Nukleinsäuren bleiben ohne Kühlung für die anschließende molekulare Aufbereitung erhalten.

Neben dem Wegfall der kostspieligen Kühlkette für den Transport und die Lagerung der Proben bleiben RNA und DNA durch PrimeStore MTM bis zu vier Wochen lang einwandfrei erhalten. Dies bedeutet, dass unmittelbar nach dem Probeneingang ohne Containment sicher im Labor getestet werden kann. Somit stehen mehr Testlabors für COVID-19 zur Verfügung, was dieses Produkt zu einem wichtigen Teil der Testlieferkette macht und eine sichere und schnelle Steigerung der Testkapazität ermöglicht.

PrimeStore MTM wird während der Coronavirus-Pandemie auch von verschiedensten Unternehmen genutzt, um ihre Mitarbeiter auf COVID-19 zu testen. So wird eine Selbstquarantäne aufgrund eines Infektionsverdachts bei einem Mitarbeiter oder einem seiner Familienmitglieder vermieden. Da PrimeStore MTM zudem Labors Tests sowohl auf COVID-19 als auch auf Influenza mit nur einer Probe ermöglicht, wird es auch in der bevorstehenden Grippesaison von großem Nutzen sein.

 

Weitere Informationen zum neuen Virustransportmedium PrimeStore MTM

 

Quellenangabe:

  1. Alessio Lorusso et al.(2020). A “One-Health” approach for diagnosis and molecular characterization of SARS-CoV-2 in Italy. One Health, Volume 10, 2020, Article 100135. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352771420300823?via%3Dihub
  2. Rajan Dewar et al.(2020). Viral transportation in COVID-19 pandemic: Inactivated virus transportation should be implemented for safe transportation and handling at diagnostics laboratories. Archives of Pathology & Laboratory Medicine. In-Press. Early Online Release. https://doi.org/10.5858/arpa.2020-0175-LE
  3. Stephen R. Welch et al.(2020). Inactivation analysis of SARS-CoV-2 by specimen transport media, nucleic acid extraction reagents, detergents and fixatives. bioRxiv – preprint paper. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.07.08.194613v1

 

 

Abbildungen

Abbildung 1: Stabilität von Influenza-A-RNA in PrimeStore MTM. Im Gegensatz zu den meisten Standard-Probenahmesystemen benötigt PrimeStore MTM keine Kühlkettenbedingungen für die Probenahme und den Probentransport und gewährleistet eine RNA-Stabilität bei Umgebungstemperatur.



Tabellen

Tabelle 1

Hauptunterschiede zwischen PrimeStore MTM und allgemeinen UTM/VTM.

VTM und UTM sind für den Transport intakter Proben für die Laborkultur konzipiert und enthalten Bestandteile, die eine optimale molekulardiagnostische Testung verhindern. Im Vergleich dazu wurde PrimeStore MTM speziell für molekulardiagnostische Tests entwickelt und optimiert.

 

PrimeStore MTMAllgemeine VTM/UTM
Kühlkette für Lagerung und Transport erforderlich?NeinJa
Probe inaktiviert?Ja*. Kein Hochsicherheitslabor für Test erforderlichNein. Das Virus ist nach wie vor eine biologische Gefahr und muss unter Hochsicherheitsbedingungen getestet werden.
ProbenintegritätZerstört Enzyme und Nukleasen, bewahrt RNA und DNAKann Enzyme und Nukleasen enthalten, die RNA und DNA schädigen
Hemmt PCR?NeinJa
Haltbarkeit24 MonateWeniger als 6 Monate

Tabelle 2

Prüfung der antibakteriellen Wirksamkeit von PrimeStore MTM (BioReliance Corp, Rockville, Maryland, USA (2010))

 

Bakterien und Pilze

 

OrganismusPositivkontrolle

(KbE/mL)

PrimeStore MTM + Organismus

(% abgetötet)

E. coli6,4 x 107100
S. aureus6,0 x 107100
MRSA4,7 x 106100

*Prüfung der antibakteriellen Wirksamkeit, zert. nach USP 32-NF 27<51>

 

Viren

 

OrganismusPositivkontrolle

(TCID50/mL)

PrimeStore MTM + Organismus

(% abgetötet)

Influenza A (H3N2)7,5 x 108>99,99
Adenovirus Typ 57,5 x 108>99,99
Influenza A (H5N1)7,5 x 107>99,99

*Eine anfängliche Viertel-Log-Verdünnungsreihe von PrimeStore MTM + Viren war aufgrund der Lyse von Gewebekulturen erforderlich.