Verhinderung der Ausbreitung infektiöser Schweinekrankheiten mit einem tragbaren, auf dem praktischen Einsatz basierenden Gerät
Die Auswirkungen von Ausbrüchen von Schweinekrankheiten und anderen Tierkrankheiten gehen in einer sehr stark vernetzten Welt über die Erkrankung und die Sterblichkeit von Tieren hinaus und führen zu erheblichen Problemen. Nach dem ersten Ausbruch der Krankheit kann es bis zum Labornachweis des ursächlichen Infektionserregers mehrere Wochen oder sogar Monate dauern. Die Entwicklung schneller und genauer Diagnosemethoden ist daher äußerst wichtig, wenn es darum geht, eine wirksame Kontrolle von Infektionskrankheiten zu erreichen und schwerwiegende biophysikalische und sozioökonomische Auswirkungen zu begrenzen. Das EU-finanzierte Projekt SWINOSTICS (Swine diseases field diagnostics toolbox) ist diese Herausforderung angegangen und erarbeitet ein tragbares Diagnosegerät, mit dem virale Schweinekrankheiten in nur wenigen Minuten festgestellt werden können. Das Instrument ist auf sechs Viren ausgerichtet: Afrikanisches Schweinepest-Virus, Virus des Seuchenhaften Spätaborts der Schweine, Schweinegrippe-Virus – H1N1-Stamm, Porcines Parvovirus, Porcines Circovirus und das klassische Schweinepest-Virus. „Dieses Gerät nutzt Proben oraler Flüssigkeit von Schweinen als sein wichtigstes Analysematerial, auch wenn es ebenfalls mit anderen Arten von Proben wie Kot, Blut oder Nasenabstrichen genutzt werden kann“, wie auf der Projektwebsite zu lesen ist. „Die Nutzung oraler Flüssigkeiten als hauptsächliches Analysematerial verringert die für die Analyse erforderliche Zeit und erleichtert die Probennahme, da so auch Proben von Wildschweinen gesammelt werden können.“ Bei dem von den SWINOSTICS-Partnern entwickelten Diagnosegerät werden fortschrittliche Biosensorik- und Photoniktechnologien genutzt, um gegen neu aufkommende und endemische Viren vorzugehen, die Epidemien in Schweinezuchtbetrieben in Europa verursachen. Es wird „eine unmittelbare Gefahrenabschätzung auf Betriebsebene ermöglichen, mit der analytischen Qualität kommerzieller und institutioneller Labore“, heißt es auf der Projektwebsite. „Das Gerät wird tragbar sein und in weniger als 15 Minuten Ergebnisse für vier bis fünf Proben gleichzeitig liefern, wodurch es sich ausgezeichnet für den praktischen Einsatz vor Ort eignen wird. Der modulare Aufbau des Geräts würde zukünftige Aktualisierungen zur Erweiterung der Kapazität ermöglichen, wenn dies verlangt wird.“ Laut einem Artikel hat das SWINOSTICS-Team nach über zwei Jahren Dauer seines auf die Schweineindustrie ausgerichteten Felddiagnose-Forschungsprojekts die erste Integrationstestphase abgeschlossen. „Gegenstand dieser Arbeit war es, zu prüfen, ob alle Gerätemodule in Kombination miteinander einwandfrei funktionieren, und verschiedene Probleme zu beheben, die die Gesamtfunktionalität des Geräts beeinträchtigen könnten.“
Verschiedene Module
In einer Pressemitteilung auf der Projektwebsite wird beschrieben, welche Module der SWINOSTICS-Prototyp umfasst: das Probeaufgabe- und Flüssigkeitstransportmodul, welches die Probe und andere Flüssigkeiten über die Sensoren und schließlich zum Abfallbehälter weiterleitet, das Hauptabwicklungs- und Kommunikationsmodul, das den gesamten Vorgang steuert, das Modul zur optischen Analyse, das die Informationen der Sensoren liest, sowie das Temperiermodul, das die Temperatur in wichtigen Teilen des Geräts konstant hält. „Es wurde außerdem eine Android-Anwendung entwickelt, mit der der gesamte Betrieb des Geräts über ein Tablet oder Mobiltelefon gesteuert werden kann. Diese ist auch die hauptsächliche Benutzerschnittstelle des Geräts.“ In der Pressemitteilung heißt es weiter: „An der aktualisierten Version aller Gerätemodule, für die das Feedback der ersten Integrationstestphase genutzt wird, wird derzeit gearbeitet. Die aktualisierten Module werden unter Verwendung von Referenzproben für weitere Tests und die vollständige Validierung des Geräts im Labormaßstab genutzt, bevor sie schließlich praktisch zum Einsatz kommen.“ Das SWINOSTICS-Projekt läuft im April 2021 aus. Indem es während Ausbrüchen von Infektionskrankheiten die frühzeitige Diagnose ermöglicht, wird es dabei helfen, den Entscheidungsfindungsprozess zu beschleunigen und die weitere Ausbreitung von Epidemien in Schweinezuchtbetrieben zu verhindern. Weitere Informationen: SWINOSTICS-Projektwebsite
Schlüsselbegriffe
SWINOSTICS, Schweinekrankheit, Infektionskrankheit, Diagnostik, Schweinezuchtbetrieb