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Francis Crick Institute
Hunderte von Mitarbeitern des Francis Crick Institute haben sich freiwillig gemeldet, um an Coronavirus-Tests zu arbeiten
Die Tage von Dr. Charles Swanton sind beschäftigt, aber die Arbeit lohnt sich.
Das Francis Crick Institute, in dem er arbeitet, hat im Royal Marsden Hospital Ärzte getestet, die nach Symptomen von Covid-19 nach Hause geschickt wurden.
Diejenigen, die frei von dem Virus sind, sind jetzt wieder an ihrem Arbeitsplatz.
Überlastete Krankenhäuser suchten verzweifelt nach weiteren Testeinrichtungen wie diesen, um dem medizinischen Personal die Rückkehr zur Arbeit zu erleichtern.
Die britische Regierung hat sich bis Ende April ein Ziel von 100.000 Tests pro Tag gesetzt, hat sich jedoch bemüht, diese Zahl zu erreichen.
Ein Test, um festzustellen, ob jemand das Coronavirus hat, ist ein komplizierter Prozess (verschiedene Tests, bei denen festgestellt wird, ob jemand das Virus jemals hatte, müssen noch genehmigt werden).
Moleküle auf einem Tupfer werden mithilfe von Chemikalien, Robotern für die Handhabung von Flüssigkeiten und einer PCR-Maschine (Polymerase Chain Reaction), mit der Milliarden von Kopien von DNA-Strängen hergestellt werden können, in genetischen Code zerlegt.
Private und universitäre Labors in ganz Großbritannien haben genug Ausrüstung für drei große Testzentren in Glasgow, Milton Keynes und Alderley Park in Cheshire gespendet.
Aber die Maschinen zu haben ist nicht genug, sie brauchen auch gemischte Cocktails aus Chemikalien, um zu funktionieren.
Diese geheimen Rezepte wurden im Laufe der Zeit getestet, von den Aufsichtsbehörden überprüft und von den Unternehmen, die sie verkaufen, bewacht.
Wie ein Koch mit einer fertig gebackenen Kuchenmischung kennen die Wissenschaftler alle Zutaten, aber die genauen Proportionen sind für jedes Unternehmen spezifisch.
Zu den Firmen, die sie herstellen und verkaufen, gehören Qiagen, Roche, Merck und Eurofins Genomics. Jedes hat seine eigenen Rezepte, die für bestimmte Modelle der PCR-Geräte entwickelt wurden.
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Francis Crick Institute
Dr. Charles Swanton und sein Team erstellten ihre eigenen Testkits
Dr. Swanton und seine Kollegen vom Crick Institute erkannten, dass der größte Teil der Welt nach diesen Kits verlangen würde. Sie wussten auch, dass die Firmen, die sie herstellten, überfüllt sein würden.
Anstatt zu warten, entwickelten sie ihr eigenes "Hausgebräu", um das örtliche medizinische Personal in London als Freiwilligendienst zu testen.
Das Crick Institute wird von dem mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Wissenschaftler Sir Paul Nurse geleitet, jedoch nicht vom Gesundheitswesen geleitet.
Es ist ein Forschungslabor, das aus einer Partnerschaft zwischen Cancer Research UK und Londoner Krankenhäusern hervorgegangen ist, zu denen das Royal Marsden, das Imperial College London, das King's College London und das University College London gehören.
Vor drei Wochen, als sich das Virus in ganz Europa durchsetzte, galten ihre Labore als nicht wesentlich und wurden geschlossen. Sie gaben einen Großteil ihrer Maschinen an das Ministerium für Gesundheit und Soziales ab, das den Testanlauf außerhalb der Krankenhäuser leitet.
Dr. Swanton arbeitete zu dieser Zeit als Chefarzt von Cancer Research UK und untersuchte die Art und Weise, wie Krebs fortschreitet.
"Wir wollten nach Hause geschickt werden. Ich dachte mir: 'Nun, ich kenne viele nicht wesentliche Mitarbeiter, die für die Coronavirus-Bemühungen tatsächlich sehr wichtig sein könnten", https://www.bbc.co.uk /" er sagt.
Er schickte eine E-Mail-Runde. Eine Arbeitsgruppe wurde gebildet. Gleichzeitig schickte Herr Nurse eine E-Mail an seine Mitarbeiter des Crick Institute und bat um mögliche Freiwillige für ein Labor.
Er erhielt 300 Antworten in 24 Stunden.
Mehr Technologie des Geschäfts
Kliniker wie Dr. Swanton, viele vom University College London und einige in einem privaten Labor in der Nähe von St. Pancras namens HSL (Health Service Laboratories), arbeiteten zusammen, um ein neues Verfahren für die Herstellung der chemischen Kits mit den von der Regierung zurückgelassenen Geräten zu finden hinter.
Dr. Swanton leitet jetzt die Covid-19-Testbemühungen am Crick Institute.
"Wir haben das Personal hier, die Einrichtungen, die Ressourcen, die Reagenzien und das Know-how, um weiterzumachen und es einfach zu tun. Und genau das haben wir uns vorgenommen", sagt Dr. Swanton.
Ihr selbst hergestelltes chemisches Kit (ein RNA-Extraktionskit) wurde durch ein schnelles Akkreditierungsverfahren genehmigt und hergestellt ihre Arbeitsweise öffentlich.
Wie die Chemikalien funktionieren
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Getty Images
Der Test für Covid-19 verwendet zwei Stufen vorverpackter chemischer Kits, um das genetische Material aus dem Schleim und den Zellen eines Hautabstrichs zu extrahieren.
RNA-Extraktion – ca. £ 350 für eine Packung mit 50 Stück
In diesem Teil des Tests wird der genetische Code des Virus, seine RNA oder Ribonukleinsäure gefunden, gereinigt und getrennt.
Enzyme und andere Chemikalien zersetzen alle Zellen, die an der Spitze des Tupfers eingeschickt werden.
Enzyme, sogenannte Proteasen, brechen Proteine in der Probe auf. (Ähnliche Chemikalien werden dem Waschmittel zugesetzt, um die Proteine in Lebensmittelflecken zu zerschneiden.)
Ein anderer Satz von Chemikalien klebt die RNA an eine Membran.
Und die Reaktion findet in einer Flüssigkeit statt, die als Puffer bezeichnet wird.
Zu diesem Zeitpunkt ist die RNA noch zu klein, um nachgewiesen zu werden. Hier kommt der zweite chemische Cocktail ins Spiel.
PCR-Kit – ca. 250 GBP für eine Packung mit 200 Stück
Dieser chemische Cocktail ermöglicht es dem Virus-RNA-Code im PCR-Gerät, sich selbst zu reproduzieren.
Hier wird die RNA in eine Form von DNA umgewandelt, die mit fluoreszierenden Chemikalien bedeckt ist, und es werden Kopien angefertigt, bis genügend zum Nachweis vorhanden sind.
Wenn genügend helle Flecken angezeigt werden, zeigt der Test an, dass das Virus in der Probe vorhanden war.
Die Unternehmen, die besser dafür bekannt sind, diese chemischen Kits herzustellen, warnen unter den gegenwärtigen Umständen vor einem Reverse Engineering.
Dr. Thomas Theuringer, ein Sprecher von Qiagen, einem deutschen Chemieunternehmen, das Reagenzien nach Großbritannien liefert, sagt, dass das Ersetzen dieser Reagenziencocktails durch hausgemachte Rezepte "mit dem Feuer spielt".
"Wir können nur garantieren, dass unsere Extraktionen funktionieren, wenn wir sie in unseren Produktionsstätten herstellen, in denen wir eine kontrollierte Umgebung haben. Bei jedem Fehltritt erhalten Sie möglicherweise ein falsches Positiv und verursachen mehr Schaden als Nutzen", sagt er.
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Qiagen
Qiagen ist eines der Unternehmen, das Kits für Virentests herstellt
Mehrere Reagenzien, die von den Centers for Disease Control (CDC) in den USA hergestellt wurden, lieferten keine schlüssigen Ergebnisse. Die CDC gab später zu, dass Kits "gehetzt" worden waren.
"Wir reden nicht über das Backen eines Kuchens – hier geht es um Leben und Tod", sagt Dr. Theuringer.
Der Vorteil der Verwendung kommerzieller Lösungen besteht darin, dass Qiagen sie seit langem herstellt und dass die Standardarbeitsanweisungen in ihren Labors von mehreren internationalen Gesundheitsorganisationen überprüft wurden.
Roche, ein Unternehmen, das derzeit auch Reagenzienkits für Teststandorte in Großbritannien herstellt, stimmt dem zu.
"Die Haupthindernisse in einem anderen Unternehmen oder Hersteller, der Roche-Tests und -Reagenzien herstellt, sind Zeit und Fachwissen. Roche kann keine Sicherheit und Zuverlässigkeit garantieren, wenn die für den Test erforderlichen Reagenzien außerhalb unseres Produktionsnetzwerks hergestellt wurden", sagte ein Sprecher der BBC in einer E-Mail.
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Eric Cool
Prof. Kool wurde von den US-Behörden mitgeteilt, dass seine Testkits nicht die richtige Art seien
Eric Kool, Professor an der Stanford University, sagt: "Die Menschen haben lange Zeit Hausgebräu für die RNA-Extraktion verwendet, aber für die Skalierung müssen die Tests automatisiert durchgeführt werden, damit Sie viele Proben verarbeiten können."
Prof. Kool unterrichtet Chemie in Stanford, hat sein eigenes Geschäft mit RNA-Extraktionskits und bot an, die Bemühungen in den USA zu unterstützen. Die dortigen Testzentren sagten ihm jedoch, dass seine Kits nicht die richtige Art für die Maschinen waren, die sie hatten.
"Ein bisschen wie Druckertinte – man muss die richtige für den Drucker kaufen", sagt er.
"Diese Kits sind allesamt Unternehmensgeheimnisse", sagt er, fügt jedoch hinzu, dass die automatisierten Kits Plug-Ins enthalten, die am besten für die Art von 24-Stunden-Tests geeignet sind, die mit Covid-19 durchgeführt werden müssen.
"Selbst während die Leute schlafen, können die Roboter Proben laufen lassen", sagt er.
Dies ist der Kern des Problems bei großen Teststandorten, wie sie von der Regierung gebaut wurden.
Die PCR-Geräte, die sie in Labors in ganz Großbritannien gesammelt haben, funktionieren am besten mit den Chemikalienkits, die am kürzesten verfügbar sind.
Das Problem ist weltweit, jeder versucht, das gleiche automatisierte RNA-Extraktionskit zu bekommen.
Um die Komplexität zu erhöhen, haben die Unternehmen, die sie verkaufen, unterschiedliche Vorstellungen, welche Käufer Vorrang haben sollten.
Dies sei eine schwierige Perspektive für Qiagen gewesen, sagt sein Vertreter, Dr. Theuringer, weil sein Unternehmen eine Version der fairen Allokation finden musste.
"Kein Unternehmen allein kann helfen, die Nachfrage zu befriedigen", sagt er.
Es ging von der Herstellung von 1,5 Millionen Kits pro Monat auf 20 Millionen pro Monat über die Einstellung neuer Mitarbeiter und den Wechsel von einem Dreischichttag zur Arbeit rund um die Uhr.
Trotzdem konnten sie die Nachfrage nicht befriedigen und gaben die Käufer sogar an ihre Konkurrenten weiter.
Roche sagt, dass es weiterhin seiner Partnerschaft mit der britischen Regierung verpflichtet ist.
Der Sprecher warnt jedoch davor, dass "aufgrund der hohen Nachfrage nach Reagenzien und Verbrauchsmaterialien die Versorgungssituation in einigen Fällen kurzfristig schwierig sein kann".
Dr. Swanton kann nicht sagen, ob die Herstellung eigener Testkits für lokale NHS-Mitarbeiter die richtige Entscheidung war.
"Nur die Zeit wird es zeigen", sagt er, "aber wir dachten, dass es keine Option ist, nichts zu tun."