Ein wegweisendes Diagnosesystem begrenzt mithilfe photonischer Biosensoren die Ausbreitung von Erkrankungen in modernen Tierproduktionssystemen zum Wohl von Tier und Lebensmittelsicherheit
Wirksame Arzneimittel und Impfstoffe tragen erfolgreich zur Bekämpfung von Erkrankungen unter Viehbeständen bei. Eine rechtzeitige Diagnose und zuverlässigere Maßnahmen gegen Infektionskrankheiten sind allerdings unverzichtbar, um schwere Konsequenzen zu begrenzen. Die zunehmende Belastung durch Tierkrankheiten bedroht die Existenz vulnerabler Bestände und erhöht die Lebensmittelpreise, was zu mehr Ungleichheit führt.
„Eine frühzeitige Detektion ist entscheidend, um einschreiten und möglichst viele Tiere retten zu können“, bemerkt Alessandro Giusti, Leiter für Forschung und Entwicklung am Cyprus Research & Innovation Center Ltd (CyRIC), das Unternehmen, welches das EU-finanzierte Projekt SWINOSTICS koordiniert. „Hierdurch werden die Produktionskosten niedrig gehalten, was in besseren Preisen für die Verbraucherschaft resultiert.“Derzeit können zwischen dem Ausbruch einer Krankheit und der Bestätigung der Infektion im Labor mehrere Wochen vergehen. Dies verdeutlicht den dringenden Bedarf für portable, genaue und anwendungsfreundliche Diagnoseeinheiten, um direkte Tests in Viehbetrieben durchführen zu können.
Das mobile Diagnosesystem von SWINOSTICS basiert auf Biosensorik- und Photoniktechnologien, die Viruskrankheiten bei Schweinen in Minutenschnelle zuverlässig detektieren. Dieses innovative Diagnoseverfahren vor Ort ist entscheidend, um die weitere Ausbreitung von Erkrankungen in Schweinezuchtbetrieben zu verhindern.
Das Gerät ist modular aufgebaut, sodass zukünftige Erweiterungen zur Steigerung der Kapazität möglich sind. Darüber hinaus ist es mit Sensoren kompatibel, die auf die Detektion jeder Art von Virus ausgelegt sind.Das SWINOSTICS-Tool detektiert sechs neu auftretende und endemische Viren: das Afrikanische Schweinepest-Virus, das Virus des Seuchenhaften Spätaborts der Schweine, das Schweinegrippe-Virus, das Porcine Parvovirus, das Porcine Circovirus Typ 2 und das Schweinepest-Virus. Diese verursachen allesamt europaweite Epidemien in Schweinezuchtbetrieben.
Das Gerät bietet zahlreiche Vorteile: in weniger als 45 Minuten werden gleichzeitig Ergebnisse für vier Speichelproben und für andere Arten von Proben wie Blut, Fäkalien und Nasenabstriche geliefert. Speichelproben vereinfachen die Probenahme und minimieren die Testdauer. Die kurze Durchlaufzeit in Kombination mit der gleichzeitigen Probenanalyse reduziert die Kosten und erhöhte die Effizienz.
Tierarztpraxen oder qualifizierte Schweinezuchtbetriebe können sich mithilfe einer Mobilanwendung mit dem Diagnose-Tool des Projekts vernetzen. Eine erweiterte, Cloud-gestützte Schnittstelle und Plattform stehen ebenfalls für die detailliertere Datenverarbeitung zur Verfügung. Dies ist insbesondere für Forschende, Normungsstellen und Behörden von Nutzen.Integrierter Optik sind ein zentraler Bestandteil des Geräts. Die Oberfläche mit integrierter Optik weist Antikörper gegen anvisierte Schweineviren auf. Wenn eine Probe, die ein Virus beinhaltet, die Sensoren passiert, bindet sich das entsprechende Virus an die Antikörper. Das Gerät bestimmt, ob das anvisierte Virus präsent ist oder nicht. Die Biosensoren können außerdem mindestens 10 Mal wiederverwendet werden, und sind somit noch kosteneffektiver.
Sowohl Gerät als auch Sensoren lassen sich zudem einfach an die Detektion anderer Viruserkrankungen anpassen. Sie können auch bei anderen Tierarten verwendet werden. Die SWINOSTICS-Partner haben vor, beide Modifikationen zu kommerzialisieren.
Das innovative System wird eine maßgebliche Veränderung für Tierarztpraxen und Viehbetriebe bewirken. Es ließe sich jedoch auch von Lebensmittelbehörden nutzen, um bessere Kontrollen und modernere Regeln für die Lebensmittelsicherheit umzusetzen.
„Die Toolbox für die Diagnose von Schweinekrankheiten ist nicht nur für die Tiere und die Lebensmittelsicherheit entscheidend, sondern auch für die menschliche Gesundheit im Allgemeinen“, lautet das Fazit von Dr. Giusti. „Sie hat ebenfalls unmittelbare positive wirtschaftliche Auswirkungen auf Schweinezuchtbetriebe und die landwirtschaftliche Verarbeitungs- und Nahrungsmittelindustrie.“