LAMPseq ist ein molekularbiologisches Verfahren, mit dem das Pathogen direkt nachgewiesen werden kann. Es stellt eine qualitativ gleichwertige und kostengünstige Alternative zum derzeitigen Standardverfahren mit der RT-qPCR-Methode dar. Durch die eingesetzte Technologie hat das LAMPseq-Verfahren einen wesentlich höheren Durchsatz als die RT-qPCR-Methode, wodurch die Zahl der Corona-Tests um ein Vielfaches gesteigert werden kann. Möglich wird dies durch den Einsatz von Hochdurchsatz-Sequenziermaschinen, die in der molekularbiologischen Forschung und Diagnostik eingesetzt werden.

Das LAMPseq-Verfahren besteht aus zwei Teilen: im ersten Schritt – dem LAMP-Teil (Loop-mediated Isothermal Amplification) – wird das vorhandene Virusgenom vervielfältigt. Im zweiten Schritt wird dann eine große Anzahl von Proben (technisch möglich sind bis zu 100.000 Proben) mithilfe von Hochdurchsatz-Sequenziermaschinen analysiert. Ermöglicht wird dieses Verfahren durch eine innovative Erfindung der Unternehmensgründer. Bevor tausende Proben gepoolt und in einem Sequenzierzyklus zusammen analysiert werden, wird in jede einzelne Probe ein Molekül (‚molekularer Barcode‘) eingebaut. Dieser Barcode sorgt dafür, dass jede Probe auch nach dem Pooling vieler tausender Proben zu jeder Zeit zweifelsfrei zugeordnet werden kann. 

Bei dem Corona-Test mit dem LAMPseq-Verfahren wird ein Rachenabstrich vorgenommen. Grundsätzlich ist der Ort der Probennahme pathogenspezifisch. Bei sexuell übertragbaren Erkrankungen wird ein Abstrich und/oder eine Urinprobe verwendet.

Der wesentliche Vorteil des LAMPseq-Verfahrens liegt in der Skalierbarkeit der Testung. Durch den Einsatz der LAMPseq-Technik kann die Zahl der Tests im Vergleich zur derzeit verwendeten RT-qPCR-Methode deutlich gesteigert werden. Möglich macht dies die gleichzeitige Analyse vieler Proben in Hochdurchsatz-Sequenziermaschinen.

Genau wie die RT-qPCR-Methode basiert auch das LAMPseq-Verfahren auf dem Nachweis der Nukleinsäure des Pathogens in der jeweiligen Probe. Dazu wird in beiden Verfahren die DNA des Genoms in einem ersten Schritt vervielfältigt. Bei der RT-qPCR-Methode erfolgt dies durch die PCR (Polymerase Chain Reaction), bei LAMPseq durch die LAMP (Loop-mediated Isothermal Amplification). Im zweiten Schritt erfolgt dann die Detektion bzw. Messung des Pathogens. An dieser Stelle unterscheiden sich beide Verfahren nun ganz wesentlich. Die RT-qPCR-Methode basiert auf optischen Geräten, sogenannten qPCR-Cyclern. Das LAMPseq-Verfahren hingegen nutzt für die Detektion des Pathogens Hochdurchsatz-Sequenziermaschinen. Dies hat gleich zwei Vorteile: zum einen sind schon Sequenziermaschinen mittlerer Größe in der Lage 100.000 Proben täglich zu analysieren. Zum anderen kann dabei auf eine bereits jetzt vorhandene Infrastruktur zurückgegriffen werden, da in Deutschland in nahezu allen diagnostischen und molekularen Laboren solche Sequenziermaschinen vorhanden sind. Aus diesem Grund ist das LAMPseq-Verfahren ideal für hohe Testdurchsätze geeignet und bietet die Möglichkeit eine systematische und präventive Massentestung zu etablieren. Die Bedingung für den Einsatz der Sequenziertechnik – und damit ein weiterer Unterschied zwischen RT-qPCR und LAMPseq – ist der Einbau eines molekularen Barcodes in jede einzelne Probe.

Um einen höheren Durchsatz zu erzielen, können beim RT-qPCR-Verfahren häufig Proben gepoolt. Das bedeutet, dass beispielsweise zehn Proben gemischt und anschließend gemeinsam analysiert werden. Erhält man ein negatives Ergebnis sind alle zehn Proben negativ. Bei einem positiven Testergebnis müssen jedoch alle Proben aus dem Pool nachgetestet werden, um festzustellen, welche der Proben nun positiv ist. Genau diese aufwendige Nachtestung entfällt beim LAMPseq-Verfahren. Zwar findet auch hier ein Pooling der Proben statt – und dieses Pooling kann mehrere Tausend Proben umfassen – durch den vor der Testung eingebauten Barcode kann aber jede Probe während und nach der Analyse durch die Sequenziermaschine zweifelsfrei identifiziert und zugeordnet werden.

Weitere Vorteile der LAMPseq-Methode gegenüber dem RT-qPCR-Verfahren ist die nicht notwendige RNA-Extrahierung und Anreicherung des Genoms sowie die Amplifizierung bei einer gleichbleibenden Temperatur.

Bei der Konzeption einer Teststrategie muss die Frage gestellt werden: Was ist das Ziel der Testung? Erst danach kann die Entscheidung für ein Testverfahren getroffen werden. Das LAMPseq-Verfahren hat im direkten Vergleich mit den anderen Testmethoden zwei wesentliche Vorteile:

• Höhere Sensitivität und Spezifität sowie ein höherer Durchsatz als die Antigentests
• Vergleichbare Sensitivität und Spezifität, aber zusätzlich höherer Durchsatz als die RT-qPCR-Tests

Mit diesen Eigenschaften spielt das LAMPseq-Verfahren seine Stärke dann aus, wenn eine große Zahl an Tests mit hoher Sensitivität benötigt wird. Den größten Nutzen entfaltete das LAMPseq-Verfahren als präventiver Massentest. 

Die technisch möglichen Test-Kapazitäten des LAMPseq-Verfahrens sind um ein Vielfaches höher als die der aktuell genutzten RT-qPCR-Methode. Dies liegt an den Maschinen, die für die Proben-Analyse verwendet werden. Während die RT-qPCR-Methode auf sogenannte qPCR-Cycler angewiesen ist, basiert das LAMPseq-Verfahren auf Sequenziermaschinen. Diese Sequenziermaschinen werden in der Regel für molekularbiologische Forschung und Diagnostik eingesetzt. Bereits kleine Sequenziermaschinen, von denen in Deutschland aktuell mehrere Hundert vorhanden sind, können in einem zehnstündigen Lauf rund 100.000 Proben testen. Mit den in Deutschland vorhandenen Sequenziermaschinen könnten demnach mehrere Millionen Tests pro Tag analysiert werden. Diese Zahlen machen schnell deutlich, dass die Testkapazität beim LAMPseq-Verfahren nicht durch die technische Analyse der Proben begrenzt wird.

Die Analyse der Abstriche durch eine Sequenziermaschine dauert etwa 6-8 Stunden. Die Zahl der zu analysierenden Proben hat keine Auswirkungen auf die Dauer des Runs. Egal ob die Sequenziermaschine 1.000 oder 20.000 Proben analysiert – die Dauer bleibt die Gleiche. Hinzu kommt der eigentliche Probennahme-Prozess, der Transport ins Labor sowie die Probenvorbereitung. In der Regel liegt das Ergebnis 12 Stunden nach Probeneingang vor. Damit bewegt sich LAMPseq in einem ähnlichen Zeitumfang wie die qPCR-Methode.