 Ich bin Sanos Darmstadt. Ich habe im Mai die Biohacking-Community getroffen und würde euch gerne einfach ein bisschen erzählen, was wir jetzt so während der Pandemie zusammen machen. Kleine Anmerkungen. Ich habe euch ganz viele Hyperlinks in den Folien gesteckt. Das heißt, wenn euch da was mehr interessiert und es das unterstrichen, könnt ihr da einfach ein bisschen Infos finden. So, also so viel dazu. Genau. Ein großes Problem bei der Pandemie ist einfach, dass circa 60 Prozent der Infektionen durch prä- und asymptomatische Fälle entstehen. Die diagnostische Infrastruktur allerdings massiv überlastet ist und zwar egal in welchem Land man schaut. Und deswegen ist halt einfach die Forderung nach günstigen und sehr einfachen Schnelltests, ja, da, dass man dann das Infektionsgeschehen halt entsprechend absambeln kann. Wenn man sich gerade die Standardmethode anguckt, die nennt sich QPCR, da gehen wir gleich nochmal ein bisschen mehr darauf ein. Der hat ein großes Problem mit der Falsch-Negativrate und zwar hat man hier eine modellierte Kurve und wenn die Symptome einsetzen, ist die Falsch-Negativrate immer noch bei 38 Prozent, circa. Und das ist natürlich ein Problem, wenn man jetzt überlegt, dass die prä- und asymptomatischen Fälle vor allem die Infektionsdynamik tragen und generell die Falsch-Negativrate bei einem Samplepunkt immer während der Infektion recht hoch ist. Ja, es ist halt einfach vom Pandemiemanagement super schwer zu reagieren und zum Beispiel Quarantänemaßnahmen, sie greifen ja auch nur, wenn sie früh genug einsetzen und durchgehalten werden auch. So, zu den Ressourcen, mal davon abgesehen, dass die Standardmethode allein schon ein bisschen oder zu großen Schwierigkeiten führt, ist auch die globale Produktionskapazität dieser Standardmethode gar nicht so hoch und zwar ist sie insgesamt global gesehen im Mai 2020, wo China zum Beispiel schon massiv hochskaliert hatte, circa 16 Millionen Tests pro Woche. Wenn wir jetzt auf den globalen Süden gucken, das heißt Latinamerika, Afrika und Ozeanien, sind wir bei weniger als 1,5 Millionen Tests pro Woche und das ist natürlich ein Problem, weil eine Pandemie ist ein globales Event, das kann man nicht nur lokal lösen und deswegen ist der gleichberechtigte Zugang zu Biotechnologie mehr als dringend notwendig. Nicht nur für diese Pandemie, sondern auch für andere Epidemien und Pandemien, mal davon abgesehen und da habe ich das Open Bio Economy Lab aus Cambridge getroffen, die im Endeffekt quasi abgelaufene Patente aus der Biotechnologie zusammensammeln, die kritischen Ressourcen und das Wissen um das herzustellen, kostenfrei zur Verfügung stellen und Jenny Muloi vor allem, der Head dieses Labs, forscht auch ein bisschen dazu, welche wirtschaftlichen Implikationen das denn hat, wenn man eine offene Bioeconomie hätte, vielleicht ist das ja sogar was Gutes von Patenten abzusehen und kann globalgesehen halt auch Fortschritt bringen. Und in dem Kontext hat sich das Netzwerk Reclone auch gebildet, dazu würde ich auf den Talk von Jenny verweisen, den ihr euch dann anschauen könnt, klickt da einfach auf den Hyperlink, aber es ist eine supergute Sache. Genau, aber jetzt zu der uns Biohackern zurück, ich ziehe mich jetzt mal kurz dazu, obwohl ich noch nicht lang dabei bin, wenn wir Open Source SARS-CoV-2-Schnelltests brauchen, was wäre das Rezept dafür? So ein paar verrückte Biohacker, die sich in einem Online-Makers-Base zusammenfinden, der nennt sich Just One Giant Lab, ist eigentlich ein Select Channel mehr oder weniger. Darüber haben wir auch ein bisschen Funding bekommen und über das Open Bio Economy Lab und Free Genes dieses Projekt, das explizit die kritischen Ressourcen auch verteilt haben wir sie bekommen. Und dann gab es natürlich auch vorherrige Arbeiten, auf die wir aufbauen konnten. Und so kommen wir zur Entwicklung einer SARS-CoV-2-Screening Methode, die sich durchaus auch einsetzen und lokal produzieren lässt. So, dann ganz kurz nur zu den Basics, damit wir da auch so ein bisschen auf demselben Stand sind. Also was ihr hier seht, ist im Endeffekt das zentrale Dogma der Molekularbiologie. Und ja, DNA kennen wir wahrscheinlich noch alle, das ist quasi unsere Erbinformation. Da sind ja alle Informationen quasi drin. Und dann, wenn man nur einen gehen quasi, also eine Partikuläre oder eine Partikulare Information davon ablesen möchte, wird die erst mal einen RNA-Strang übersetzt. Und da setzen sich dann molekulare Maschinen dran, die heißen Ribosomen und die erstellen ein Protein. Und diese Proteine machen im Prinzip alles aus, was quasi Leben ist. Also es sind chemische Katalysatoren in unseren Zellen, dass die Reaktionen stattfinden können. Es gibt aber auch strukturgebende Proteine, die ganz, ganz wichtig sind. Also da gibt es ja in den Zellen ganze Autobahnen an Proteinen, das ist super spannend. Und ja, ein cooles Ding zum Beispiel ist, dass das ein spezielles Protein gibt, das gebraucht wird, um DNA zu vervielfältigen. Das nennt sich DNA Polymerase. Und ja, sie braucht jede Zelle oder jeder Organismus, wenn wir uns schneiden in eine Wunde, die verhält ja wieder, weil sich die Zellen teilen. Und dann muss natürlich auch die Erbinformation weitergegeben werden. Und die wird durch die DNA Polymerase quasi ja weiter getragen, vervielfältigt und kann dann weiter getragen werden. Und diesen Mechanismus nehmen wir zum Beispiel beispielsweise, also diesen Selbstreplikator, nehmen wir beispielsweise in der Biotechnologie und ja, nehmen das in eine synthetische Reaktions Umgebung, in einem Reaktionsgefäß und ja, instrumentalisieren das so ein bisschen, um dann selber DNA vervielfältigen zu können. Und darauf zum Beispiel basiert auch die Methode, die die WHO bisher als Standard Methode festgesetzt hat, um SARS-CoV-2 zu diagnostizieren. Und da habe ich euch ein kleines Video bei YouTube mal rausgesucht. Ich mach mal den Ton aus. Genau, hier seht ihr das Reaktionsgefäß. Da sind alle Sachen drinnen. Das waren Thermocycler und hier seht ihr die DNA Polymerase. Die sieht tatsächlich so aus und die rutscht dann einfach den Stranglern. Und dann seht ihr jetzt gleich, hier kommen so kleine, kleine Stückchen DNA ran. Das sind so Kristallisationskeime, die braucht die DNA Polymerase untergreifen zu können. Die nennt sich Primer und die sind quasi das komplementäre Gegenteil zu Gen-Sequenzen, zum Beispiel in SARS-CoV-2 genomen. Und so wissen wir halt, okay, wenn der dann, also wenn es diese Sequenz nicht gibt, bündet der natürlich nicht. Und daher wissen wir, okay, dass diese Sequenz wahr in meiner Reaktionslösung vorhanden oder auch nicht, je nachdem, ob es ein Outcome gibt oder nicht. So, genau. Ja, und dafür, also dafür nutzen wir zum Beispiel diese DNA Polymerase. So, kurz zur Auswertung, jetzt bei einer normalen PCR gibt es, so sieht ungefähr das Temperaturdiagramm aus. Also bei über 90 Grad schmitzt man diese Doppelstränge auf, dann fährt man runter, dass die Primer diese Keime binden können. Und dann braucht die DNA Polymerase 72 Grad und optimal zu arbeiten. Dies halt zum Beispiel extrahiert aus Bakterien aus heißen, heiß Quellen. Deswegen kann die bei über 37 Grad überhaupt bestehen. Und das fährt man dann relativ häufig. Und dann kann man die einerseits nach Größe auftrennen, in einem recht einfachen Setup noch oder man nimmt die Echtzeit PCR und das ist die Auswertung, sieht man hier, da nimmt man quasi nochmal so einen floristierenden Anhang, so ein Tech, an diese Primer, an diese Keime dran und dann kann man in Echtzeit tracken, ob das hochamplifiziert, also ob sich das vervielfältigt oder nicht, weil das Fluoreszenz-Signal dann einfach, also quasi Photonen bei einer gewissen Wettelnänge genug imitiert werden. Und solche Maschinen sind natürlich extrem teuer. Von daher ist das keine Methode, die irgendwie Screening nachhaltig möglich machen würde. Was wir quasi genommen haben und nicht nur unsere Gruppe Biohacker, sondern ganz, ganz viele andere Community Labs weltweit, aber auch also ich weiß von mindestens 80 Gruppen aus Industrie und Akademie, die auch an derselben Methode arbeiten, dass man hier irgendeine Methode der Extraktion hat, dass man da eine relativ freie Probe hat, dass in seine Reaktionsgefäße gibt und dann hat man eine ganz eigene PCR quasi, wie eben, also die Methode, die ich eben erklärt hatte, die nur bei einer Temperatur läuft und gar nicht diese Rampen fahren muss. Und dann hat der GEI ein kleines Device, das kann man sich selber zusammenbauen, kostet ungefähr zwei Dollar gebastelt, wo man dann diese Fluorescenz visuell einfach, ja, detektieren kann, wenn man die entsprechenden geteckten Primer da drin hat. Man hat natürlich kein Echtzeit-Readout, aber man hat halt so ein Endergebnis. So ist infiziert, ist nicht infiziert, Threshold ist erreicht. Da gehen wir gleich noch mal drauf ein. Aber das ist so im Prinzip, ja, das wie es abläuft. Das Coole ist diese 63 Grad, das ist dem Reaktionsgefäß recht egal, wie das auf diese Temperatur gebracht wird. Also ich kenne Leute, die haben das halt schon in einem Thermoböcher gemacht und das hat funktioniert. Also es ist wirklich recht einfach und man braucht halt nicht diese Multi-10.000-Euro-Maschinen. So genau, in Darmstadt jetzt spezifisch nehmen wir diese DNA-Polymerase und optimieren diese, weil nur der Wildtyp für diese Reaktion seit 2016 nicht mehr patentiert ist. Alle optimierten Versionen sind patentiert. Und deswegen nehmen wir den Wildtyp, bauen darauf auf, optimieren diese und veröffentlichen die Sequenz und dann alles Aufbauende darauf unter OpenMTA. Also Open Material Transfer Agreement. Genau, also eigentlich ist es Open-Source-Entwicklungen und kein Biohacking oder Reverse-Engineering oder sonstiges. Aber es wird sich halt einfach cooler an, wenn man es Biohacking nennt und deswegen hat es jetzt so genannt. So, wenn man die zwei Methoden jetzt vergleicht, nochmal ganz schnell, also bei der Standardmethode, die durchaus ihre Berechtigung hat, bestimmt man vor allem auch die Viruslast in der Probe, weil man durch diesen Echtzeit-Readout sehen kann, also auch mapen kann, wieviel Viren waren da überhaupt drin. Man vervielfältigt einen speziellen Abschnitt. Das ist für die Forschung vor allem wichtig, wenn man dann so Post-Processing noch machen kann. Und aus 100 Virus genomen, bilden sich so roundabout 100 Milliarden dieser speziellen Abschnitte. Und ich kenne eine gegruppen aus Südamerika, die genau diesen Tests auch Open-Source haben und da erfolgreich waren. Da, wie gesagt, klickt auf den Hyperlink. Hier oben ist auch von Tort Emporium nochmal der YouTube-Link verlinkt. Da könnt ihr nochmal ganz im Detail sehen, wie die Methode funktioniert, aber es ist wie gesagt Zeit-Hardware und sehr Personalof, finde ich auch. Unsere Methode, die RT-Lamp, RT steht übrigens für Reverse-Transkriptase. Das heißt, die RNA von dem Virus, das sind RNA-Viren, Corona-Viren, muss erst mal ein DNA wieder zurück übersetzt werden, damit wir ja DNA vervielfältigen können, weil RNA ist nicht so stabil, da gibt es auch nicht so die richtige Vervielfältigungsnethode. Deswegen geht man dann immer diesen Schritt zurück, sozusagen und vervielfältigt dann die DNA. Man hat dann binäres Outcon. Man weiß halt infiziert beziehungsweise nicht infiziert, beziehungsweise Threshold, also der LOD, Limit of Detection, ist erreicht oder eben nicht erreicht. 100 Virusgenome ist auch so ein Threshold, den wir anpeilen. Es geht auch ein bisschen noch drunter, je nachdem, wie rein die Probe ist. Wir versuchen aber quasi unaufgereinigte Speichelproben zu implementieren und die enden dann mit 10 Billionen von diesen Sequenzen. Allerdings bilden die dann ganz komplexe Strukturen und da ist kein Post Processing, der mehr auch möglich und sinnvoll ist. Es ist dafür aber super schnell und sehr einfach und man kann eigentlich sogar durch die Eintrübung der Lösung sogar schon sehen, ob die Reaktionen geklappt hat oder nicht. Wie gesagt, die klappt nur, wenn diese Kristallisationskeime ein Gegenstück auf dem Genom finden. Es geht leider auch ganz schnell zu unserem Team. Also Guy und Rachel haben vor allem ganz viel mit der Fluristenz Methode gearbeitet. Sarah und Ellen, Scott ist da auch mit dabei. Scott und Guy arbeiten auch ganz viel dran, dass die Proben gefriert zu trocknen, dass man da keine Kühlketten mehr, keine Kühlkettenabhängigkeiten mehr hat und sind da relativ weit schon. Sarah und Ellen sind da an der RNA-Extraktion vor allem dabei. Hier das Team Sri Lanka, die haben schon ihr eigenes Kit oder ihr eigenes Protokoll zum Laufen gebracht, allerdings basiert das noch alles auf proprieteren Sachen und zum Beispiel in Kamerunen, die Leute, das ist, die entwickeln auch ganz viel Hardware, wo man dann halt wieder weiter drauf aufbauen kann und so weiter, genau. Fernan hat einen, ist einer von den QPCR-Leuten und da gibt es noch ganz, ganz viele andere. Genau. Wenn ihr euch interessiert, falls ihr vielleicht auch ein Bio-Log dazu habt und sagt, ich habe noch ein bisschen Zeit über, könnt ihr uns natürlich auch im Select Channel treffen in der Open COVID-19 Initiative from Just One Giant Lab, also yugel.io. Genau, also das sind unsere drei Projekte in diesem Bereich. Die Rachel und der Guy haben auch eine ganze Session schon zu ihrem Corona-Detektive gemacht. Ihr könnt auch selber Plasmide bestellen bei FreeGenes, dem Standford Project, die uns auch versorgt haben. Genau, Protokolle könnte auch finden, einmal zur Enzymenherstellung und Aufreinigung, das ist jetzt vielleicht sehr speziell und eher für Biologen. Gerne auch mal ins Reclone-Netzwerk reinschauen und was für euch vielleicht auch gar nicht so uninteressant ist, ist, dass es auch eine ganze Open Science Hardware Bewegung gibt, die dem auch so ein bisschen, also wo jetzt gerade alles so ein bisschen zusammenwächst und da gerne mal in dem Forum einfach vorbeischneiden, wenn man Zeit und Lust hat. Genau, und ganz wichtig, wenn man Patente umgehen will, muss man sich mit ihnen auskennen, falls das irgendjemand noch mal vorher hatte und da ist eine sehr, sehr gute Ressource Lens.org, das ist quasi eine Metasuchtmaschine, deutlich besser als Patents. Genau, und dann bedanke ich mich ganz herzlich und ja, gebe zurück an den Herr Alt. Vielen Dank für die nette, für die nette Betreiffolie. Wir müssen uns leider an der Stelle beenden, weil wir ja schon ein bisschen über der Zeit sind. Bitte denkt wie immer an euren Müll, wenn ihr den Raum verlässt und wir sehen uns in den nächsten zehn Minuten zum nächsten Talk. Adieu.