Revolutionärer Biosensor: Vogelgrippe-Nachweis in nur 5 Minuten möglich

Während die Vogelgrippe H5N1 weltweit für Beunruhigung sorgt und erst kürzlich zum Tod eines dreijährigen Mädchens in Mexiko führte, arbeiten Wissenschaftler fieberhaft an besseren Nachweismethoden. Ein Forscherteam der Universität Washington hat nun einen bahnbrechenden Biosensor entwickelt, der das gefährliche H5N1-Virus innerhalb von nur fünf Minuten in der Luft nachweisen kann – ein enormer Fortschritt gegenüber herkömmlichen Methoden, die bis zu 48 Stunden benötigen.

Die wachsende Bedrohung durch die Vogelgrippe

Die Vogelgrippe ist ein durch die Luft übertragbares Virus, das primär zwischen Vögeln und anderen Tieren zirkuliert. In den USA wurden bis zum Frühjahr dieses Jahres laut den Centers for Disease Control and Prevention (CDC) bereits 70 männliche Infektionsfälle registriert, darunter auch ein Todesfall. Im Januar 2025 wurde der erste Todesfall durch H5N1 in den USA verzeichnet, und erst gestern meldeten mexikanische Behörden den Tod eines dreijährigen Mädchens infolge einer H5N1-Infektion.

Die globale Situation ist alarmierend: Seit 2003 hat die Weltgesundheitsorganisation WHO 969 H5N1-Fälle bei Menschen dokumentiert, mit 467 Todesfällen – das entspricht einer Sterblichkeitsrate von fast 50 Prozent. Die meisten dieser Todesfälle traten in Vietnam, Ägypten, Indonesien, Kambodscha und China auf.

So funktioniert der innovative Biosensor

Der neu entwickelte Biosensor könnte einen entscheidenden Wendepunkt im Kampf gegen die Vogelgrippe darstellen. Das Gerät untersucht die Luft kontinuierlich und liefert alle fünf Minuten Ergebnisse. Es nutzt spezielle genetische Stränge, sogenannte Aptamere, die gezielt an das Virus binden und dabei eine messbare elektrische Veränderung hervorrufen.

Rajan Chakrabarty, Leiter des Forschungsteams, beschreibt die Herausforderung bildhaft: „Die Schwierigkeit besteht darin, den faulen Apfel zu finden, der von einer Million oder einer Milliarde guter Äpfel umgeben ist.“ Um dieses Problem zu lösen, entwickelten die Forscher eine mikrowellengroße Box, die große Luftmengen ansaugt und in eine zyklonartige Bewegung versetzt. Durch diesen Prozess bleiben Viruspartikel an den speziell beschichteten Wänden haften und werden anschließend als Flüssigkeitstropfen in den Biosensor geleitet.

Praktische Anwendung und Herausforderungen

Die Entwicklung dieses Schnelltests kommt zu einem kritischen Zeitpunkt. In den USA herrscht aktuell ein Mangel an Eiern, verursacht durch Vogelgrippe-Ausbrüche in Geflügelfarmen. Mehr als 100 Millionen Legehennen mussten bereits notgeschlachtet werden, was zu erheblichen Preisanstiegen geführt hat.

Trotz der vielversprechenden Laborergebnisse bleiben Fragen zur Wirksamkeit des Systems unter realen Bedingungen. Sungjun Park, Professor an der Ajou-Universität, weist darauf hin, dass Schmutz und andere Partikel in der landwirtschaftlichen Umgebung die Leistung des Biosensors beeinträchtigen könnten.

Chakrabarty zeigt sich dennoch optimistisch und arbeitet bereits mit einem Biotech-Unternehmen zusammen, um einen verbesserten Biosensorchip zu entwickeln, der mehrere Krankheitserreger gleichzeitig nachweisen kann. „Dieser Biosensor ist der erste seiner Art und könnte die Art und Weise, wie wir Krankheitsausbrüche überwachen und eindämmen, revolutionieren“, erklärt Chakrabarty.

Wachsende Sorge vor einer mögliche Pandemie

Experten warnen, dass der H5N1-Erreger das Potenzial hat, die Fähigkeit zur direkten Übertragung von Mensch zu Mensch zu entwickeln – ein Szenario, das eine Pandemie auslösen könnte. Besonders beunruhigend ist, dass der aktuell verbreitete H5N1-Genotyp aufgrund spezifischer genetischer Eigenschaften möglicherweise leichter in Säugetieren Fuß fassen kann.

Das Friedrich-Loeffler-Institut fordert angesichts der aktuellen Entwicklungen „sofortige, landesweite und konsequente Maßnahmen“ zur Eindämmung der Virusausbreitung. Diese Forderung gewinnt an Dringlichkeit, wenn man bedenkt, dass erst gestern das erste Kind in Mexiko an den Folgen einer H5N1-Infektion verstorben ist.

Die WHO hat bereits Warnungen ausgesprochen und betont, dass sie die Situation genau beobachtet und mit den mexikanischen Behörden zusammenarbeitet, um weitere Fälle zu vermeiden. Die Gesundheitsbehörden in Mexiko haben ihrerseits prophylaktische Maßnahmen ergriffen, darunter die verstärkte Überwachung von Geflügel und Aufklärungskampagnen für die Bevölkerung.

Der neue Biosensor könnte in diesem Kontext ein entscheidendes Werkzeug werden, um Ausbrüche frühzeitig zu erkennen und einzudämmen, bevor sie sich zu größeren Gesundheitskrisen entwickeln können.