Abwasserbasierte Epidemiologie: Frühwarnung aus dem Kanal

Dahinter stehen Ansätze der abwasserbasierten Epidemiologie: Da infizierte Personen über ihren Stuhl genetisches Material von Viren ausscheiden können, untersuchen Forscher, wie dadurch Rückschlüsse auf das Infektionsgeschehen in den am Kanalnetz angeschlossenen Siedlungsgebieten ermöglicht werden.
Björn Thümler, niedersächsischer Minister für Wissenschaft und Kultur, sagte anlässlich des Projektstarts Mitte Dezember: „Standardisierte Prozesse sind ein wichtiger Baustein im künftigen Umgang mit SARS-CoV-2. Das Forschungsvorhaben „SCREENING“ überzeugt durch Aktualität, Praxisnähe und die innovative Zusammenarbeit von ausgewiesenen Hochschulen und Praxispartnern hier in Niedersachsen.“
Ostfalia-Präsidentin Prof. Dr. Rosemarie Karger: „Das Projekt zeigt eindrücklich, dass zur Bewältigung komplexer Herausforderungen wie eine Pandemie sie ohne Zweifel darstellt, vielversprechende Forschungsansätze aus sehr verschiedenen Fachdisziplinen und -perspektiven kommen können.“
Die Erarbeitung der Methoden im SCREENING-Projekt planen Prof. Dr. Markus Wallner und Prof. Dr. Artur Mennerich – beide Experten für Siedlungswasserwirtschaft an der Fakultät Bau-Wasser-Boden der Ostfalia – anhand der drei niedersächsischen Städte Uelzen, Celle und Hildesheim. Ziel ist die Erstellung eines Leitfadens für Kommunen und Gesundheitsämter, der aufzeigen soll, wie das vorhandene Abwasserkanalnetz im Falle von zukünftigen Epidemien optimal als Frühwarnsystem für lokale Infektionsherde genutzt werden könnte. „Die Ansätze der abwasserbasierten Epidemiologie sind nicht neu und wurden beispielsweise in der Vergangenheit für die Überwachung von Polio-Infektionen genutzt. Auch für SARS-CoV-2 existieren bereits Studien, in welchen entsprechendes Genmaterial erfolgreich im Abwasser nachgewiesen wurde“, erklärt Projektleiter Wallner. Er sieht als Nutzen des gezielten Monitorings hinsichtlich SARS-CoV-2 im Abwasser, dass dadurch auch Infektionen erfasst werden, die asymptomatisch oder mit schwachen Symptomen verlaufen. Infektionsherde, so der Wissenschaftler, könnten dadurch unter Umständen schneller erkannt und entsprechende Maßnahmen wie beispielsweise eine Erhöhung der Testintensität in den entsprechenden Gebieten veranlasst werden.
In dem Forschungsvorhaben soll in Zusammenarbeit mit kooperierenden Abwasserbetrieben u.a. der Prozess der Probenentnahme im Kanalnetz analysiert werden. „Dabei geht es z.B. um die Frage, an welchen Stellen im Kanalnetz die Proben am besten entnommen werden, um mit möglichst wenig Aufwand den höchsten Informationsgehalt über das regionale Infektionsgeschehen in einem Siedlungsgebiet zu erhalten“, erklärt Mennerich.
Ein weiterer Schwerpunkt des Forschungsvorhabens widmet sich vornehmlich der Probenaufbereitung und der mikrobiologischen Analyse von SARS-CoV-2 im Abwasser. Hierzu arbeitet das Ostfalia-Team mit Forschenden der Leibniz-Universität Hannover zusammen. „Es besteht ein dringender Bedarf an weiterer Forschung, um Methoden für die Abwasserüberwachung festzulegen und die Auswirkungen des Vorhandenseins von SARS-CoV-2 im Abwasser zu verstehen. Eine der größten Herausforderungen bei der Detektion und Quantifizierung von SARS-CoV-2 in Abwasserproben ist das Fehlen eines optimierten und standardisierten Protokolls. Um diese Wissenslücke zu überwinden, werden wir uns mit anderen laufenden Projekten in Deutschland austauschen“, sagt Regina Nogueira, Professorin für Wasser- und Abwasserbiologie am dortigen Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik.
Das Projekt mit einem Gesamtvolumen von 735.000 Euro für zwei Jahre wird gefördert durch den Strukturfonds EFRE (Europäischer Fonds für regionale Entwicklung), einer Ko-Finanzierung des Landes und durch Eigenmittel der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften sowie der Leibniz Universität Hannover. Partner im Forschungsvorhaben sind der Abwasserzweckverband Uelzen, der Eigenbetrieb Stadtentwässerung Celle, die Stadtentwässerung Hildesheim, das Gesundheitsamt Landkreis Hildesheim sowie der Landesverband Nord der DWA.
Fachlicher Ansprechpartner zu diesem Thema ist Prof. Dr.-Ing. Markus Wallne, Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften Campus Suderburg, Tel. +49 5826 988 61150, m.wallner@ostfalia.de