Berliner Forscher spüren dem Coronavirus im Abwasser nach

Täglich verkün­det das Robert-Koch-Insti­tut seit Beginn der Pan­demie die Anzahl der offiziell bestätigten Coro­na-Neuin­fek­tio­nen und die Entwick­lung der Sieben-Tage-Inzi­denz. Das Prob­lem dabei: Die Zahlen bilden das tat­säch­liche Infek­tion­s­geschehen immer erst mit ein­er Verzögerung von bis zu zwei Wochen ab. Dabei kön­nte ein An- oder Abstieg der Inzi­denz bere­its einige Tage im Voraus bes­timmt wer­den – mith­il­fe des Berlin­er Abwassers.
Seit Feb­ru­ar dieses Jahres analysieren dafür Forschende des Max-Del­brück-Cen­trums für Moleku­lare Medi­zin (MDC) in der Helmholtz-Gemein­schaft in Berlin jede Woche das Abwass­er Berlins auf Coro­n­aviren. Denn nicht nur Medika­mente- und Dro­gen­rück­stände lassen sich im Stuhl, Urin und Spe­ichel nach­weisen. Auch Viren wie das Sars-CoV-2-Virus hin­ter­lassen Spuren im Abwasser.

Selbst kleine Virusmengen sind nachweisbar

„Wir kön­nen sehr genau messen, wieviel Virus-RNA im Abwass­er vorkommt.“
— Markus Landthaler, Leit­er des Projekts

Neben sein­er Arbeits­gruppe sind noch weit­ere Labore des Berlin­er Insti­tuts für Medi­zinis­che Sys­tem­bi­olo­gie (BIMSB) des MDC an dem Pro­jekt beteiligt. Die Berlin­er Wasser­be­triebe (BWB) kooperieren darüber hin­aus mit dem Umwelt­bun­de­samt (UBA) und dem Umwelt­forschungszen­trum (UFZ) in Leipzig.
Doch wie funk­tion­iert die Abwass­er-Analyse genau? Zunächst fließt das Abwass­er aus Wasch- und Toi­let­ten­beck­en durch die Berlin­er Kanal­i­sa­tion in die sechs Klär­w­erke Berlins. Dort ent­nehmen Mitar­bei­t­ende der Wasser­be­triebe regelmäßig Proben, um die Wasserqual­ität zu über­prüfen. Seit Feb­ru­ar schick­en sie vier Proben außer­dem ein­mal pro Woche an das MDC. Dort fil­tern die Wis­senschaft­lerin­nen und Wis­senschaftler die bräun­lichen Abwasser­proben. Die Virus­par­tikel, die sie dabei find­en, reich­ern sie an. Anschließend isolieren und sequen­zieren sie das Erbgut der Viren und analysieren die Dat­en. So kön­nen die Forschen­den die Menge der Viren, die Virus­last, bes­tim­men. Selb­st kle­in­ste Men­gen sind nach­weis­bar. 
Außer­dem kön­nen die Forschen­den fest­stellen, um welche Virus­vari­anten es sich han­delt und in welchem Ver­hält­nis sie auf­tauchen – das eigentliche Ziel der Forschungs­gruppe. „Wir kön­nen ganz klar sehen, dass wir es ger­ade fast auss­chließlich mit der britis­chen Mutante zu tun haben“, erk­lärt Landthaler. Die genaue Zahl der Infizierten lasse sich zwar nicht durch das Abwass­er her­leit­en. Jedoch könne man klar einen Trend erken­nen, ob die Viren­menge im Stadt­ge­bi­et steige oder falle.

Anstieg der Infektionszahlen frühzeitig erkennen

Die Abwass­er-Analyse könne daher in Zukun­ft als Coro­na-Früh­warn­sys­tem dienen. „Wir kön­nen mit der regelmäßi­gen Unter­suchung des Abwassers zum Beispiel rechtzeit­ig fest­stellen, ob neue Virus-Muta­tio­nen in Berlin angekom­men sind, etwa die indis­che oder die brasil­ian­is­che Vari­ante“, sagt Landthaler. Auch der Anstieg der Infek­tion­szahlen könne so frühzeit­ig angezeigt werden.
Der große Vorteil an der Abwass­er-Analyse: „Wir erfassen mit unser­er Meth­ode auch Men­schen ohne typ­is­che Coro­na-Symp­tome“, so Landthaler. Nicht nur in Berlin wird das Abwass­er auf Coro­n­aviren über­prüft. In Deutsch­land gibt es mehrere lokale Pro­jek­te, so auch an der TU Darm­stadt. Dort analysieren Wis­senschaft­lerin­nen und Wis­senschaftler  Abwasser­proben aus Frank­furter Kläran­la­gen, die Auf­schlüsse über das Infek­tion­s­geschehen geben sollen. Bere­its ab ein­er Inzi­denz­zahl von fünf kon­nten die Forsch­er zuver­läs­sige Dat­en auswerten, heißt es in ein­er Mit­teilung der TU Darmstadt.
Neben der Chance eines Früh­warn­sys­tems könne ein sys­tem­a­tis­ches Abwass­er-Mon­i­tor­ing auch dazu dienen, Coro­na-Hotspots zu iden­ti­fizieren. Würde man zum Beispiel das Abwass­er von Wohnkom­plex­en regelmäßig auf Viren über­prüfen, kön­nte man so einen Aus­bruch rechtzeit­ig fest­stellen, erk­lärt Landthaler, natür­lich nur mit der Zus­tim­mung der Bewohner­in­nen und Bewohn­er. „Ziel wäre es, so nah wie möglich an die Haushalte zu kom­men, damit wir bessere Analy­sen für lokale Bere­iche durch­führen kön­nen“, sagt Landthaler.