Bereits jetzt für die Forschung einsetzbar

Viele Impfstoffe müssen während des Transports ständig gekühlt werden, damit sie wirksam bleiben. Ein internationales Forschungsteam unter Federführung der ETH Zürich hat ein spezielles Hydrogel entwickelt, das die Haltbarkeit von Impfstoffen auch ohne Kühlung massiv verbessert.

Marianne Lucien ¹

Beinahe die Hälfte aller produzierten Impfstoffe landen im Abfall. Grund dafür sind oft logistische Hürden beim Transport in die verschiedenen Regionen der Welt. Die meisten Impfstoffe müssen von der Herstellung bis zur Verabreichung in den Arm von Patientinnen und Patienten ununterbrochen gekühlt werden. Und die Temperatur entlang einer Kühlkette konstant zu halten, ist bereits unter optimalen Bedingungen ein Kunststück. In Subsahara-Afrika und anderen Ländern des Südens ist dies jedoch kaum machbar, erschweren doch zum Beispiel die begrenzte Verkehrsinfrastruktur und die unzuverlässige Stromversorgung das Aufrechterhalten der Kühlkette und damit die Bereitstellung intakter Impfstoffe.

Forschende der ETH Zürich und Unternehmer des Start- ups Nanoly Bioscience aus Colorado haben deshalb eine sichere, vielseitige Plattform entwickelt, um die thermische Stabilität von Impfstoffen zu erhöhen. Ihr Ziel ist, die Verbreitung von intakten Impfstoffen massiv zu verbessern und die Kosten von Kühlketten zu senken.

Wie Tupperware für Proteine

«Stellen Sie sich das wie ein Ei vor», erklärt Bruno Marco- Dufort, Doktorand im Labor für Macromolecular Engineering von ETHProfessor Mark Tibbitt. «Bei Raumtemperatur oder im Kühlschrank behält das Ei seine zähflüssige Eiweissstruktur bei. In kochendem Wasser oder in der Bratpfanne ändert sich diese jedoch komplett.»

Ähnlich verhält es sich mit den Proteinen in einem Impfstoff: Sobald sie bestimmten Temperaturen ausgesetzt sind, verklumpen sie. Diese Verklumpungen lassen sich selbst dann nicht rückgängig machen, wenn der Impfstoff wieder in die Kühle kommt. «Man kann ein Ei auch nicht ‹entkochen›», betont Marco- Dufort. Der Forscher und sein Team entwickelten deshalb ein neuartiges Hydrogel, das vor kurzem in der Fachzeitschrift «Science Advances» vorgestellt wurde. Das Gel basiert auf einem biokompatiblen, synthetischen Polymer namens PEG. Dieses bildet eine Schutzhülle um sehr grosse, komplexe Moleküle, wie Proteine in Impfstoffen, Antikörper oder solche in Gentherapien. Die Verpackung funktioniert wie eine molekulare Tupperware, die die Proteine einkapselt und voneinander getrennt hält. Dadurch können Proteine grösseren Schwankungen in einem höheren Temperaturbereich standhalten. Anstelle des herkömmlichen Bereichs von zwei bis acht Grad Celsius, der in einer Kühlkette eingehalten werden muss, ermöglicht die Verkapselung, Proteine in einem Bereich von 25 bis 65 Grad Celsius aufzubewahren. Um die eingekapselten Substanzen am Einsatzort unkompliziert freizusetzen, kann dem Hydrogel eine Zuckerlösung beigegeben werden.

Verwendung in der Krebsforschung

Neben der Steigerung der Haltbarkeit von Impfstoffen liegt der Nutzen dieser neuen Hydrogel- Technologie in der potenziellen Reduktion von Kosten im Zusammenhang mit der Kühlkette. «2020 betrug der Gesamtmarkt für Kühlkettendienstleistungen von der Herstellung bis zum Vertrieb 17,2 Milliarden Dollar, und es wurde mit einem weiteren Anstieg gerechnet», sagt Marco- Dufort. Steigende Kosten können schwerwiegende Folgen für die öffentliche Gesundheit und das öffentliche Vertrauen haben, wenn Impfstoffe über eine beein - trächtigte Kühlkette zum Zielort gelangen. «Die meisten Impfstoffe sind empfindlich gegen Hitze und Kälte. Dies stellt eine grosse Hürde für globale Impfkampagnen dar, da der Aufwand für die Impfstoffverteilung und die Verwaltungskosten die Produktionskosten übersteigen», erklärt MarcoDufort. Will man die Kühlkette verbessern und stärken, seien grosse Investitionen erforderlich. «Die Einkapselung ist hingegen eine kostensparende Lösung, sodass die Gelder dafür eingesetzt werden können, mehr Impfstoff zu produzieren – was mehr Leben retten könnte.»

Vor den Forschenden liegt allerdings noch ein weiter Weg. Damit das Hydrogel tatsächlich für den Transport von Impfstoffen eingesetzt werden kann, braucht es mehr Forschung sowie Sicherheits- und klinische Studien. Eine unmittelbare Anwendung ist dennoch möglich, und liegt zum Beispiel im Transport von hitzeempfindlichen Enzymen für die Krebsforschung oder von Proteinmolekülen für die Forschung im Labor. www.ethz.ch

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Aprentas

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Abwasserreinigung statt Wirkstoffproduktion

Chemie- und Pharmatechnologen-Lehre einmal anders arbeitet, bevor er 2011 als Verfahrenstechniker zum AIB wechselte. In dieser Funktion musste er sich vertiefter in die einzelnen Verfahrensstufen einarbeiten. «Mein Hintergrund hat mir dies sehr leicht gemacht. Eine Kläranlage sehe ich noch heute wie einen Monobetrieb, den ich aus Novartis-Zeiten kenne», erklärt er. «So haben wir im Lauf der Zeit die Idee entwickelt, CPT in der Richtung Umwelttechnik auszubilden. Immer mehr offene

Sean Meier ist im zweiten Lehrjahr als Chemie- und Pharmatechnologe EFZ (CPT). Er ist der erste Lernende dieses Berufs beim Amt für industrielle Betriebe (AIB) des Kantons Basel-Landschaft. Ein Beruf, bei dem man wohl eher an die Herstellung von Wirkstoffen für Medikamente in einem Betrieb der Chemieoder Pharmabranche denken würde als an eine Kläranlage.

■ Höhere Fachprüfung Chemietechnologe

Daniel Müller weiterbildung@cp-technologe.ch

■ Termine

Alle Termine online anschauen: www.cp-technologe.ch

Gregor Niederberger, stellvertretender Betriebsleiter und Ausbildungsverantwortlicher beim AIB, hatte selbst jahrelang in der pharmazeutischen Produktion als Chemikant ge -

Stellen werden bei uns zudem durch ausgebildete Chemikanten bzw. CPT besetzt.» Im Abstand von zwei Jahren möchte das Amt weitere Lernende ausbilden und bietet somit zum Lehrbeginn 2023 wieder eine Lehrstelle an.

Schwerpunkt Biotechnologie

Sean Meier ist begeistert: «Es ist ein toller Beruf, der perfekt zu mir passt!» Dass die Ausbildung hier mit Schwerpunkt Biotechnologie stattfindet, hat ihn speziell angesprochen. «Da ich zuvor eine Lehre als Koch abgeschlossen hatte, war das Interesse an der Biologie und Mikroorganismen schon vorhanden», erklärt er und ergänzt: «Ein weiterer Punkt war der Fakt, dass ich der erste Chemie- und Pharmatechnologe wäre, der vom Kanton ausgebildet wird, was für mich nicht nur eine Ehre, sondern auch ein Ansporn ist.»

Im Einsatz für sauberes Wasser

Nach einer sorgfältigen Einführung in die grundlegenden Tätigkeiten eines CPT beim Ausbildungsverbund Aprentas erhält Sean Meier nun im weiteren Verlauf seiner Lehre immer mehr Einblick in die ganze Bandbreite der Arbeit in den Kläranlagen. Die Aufgaben sind sehr vielfältig; sie gehen von der Anlagenpflege über Unterhaltsarbeiten bis zur Analyse und Überwachung komplexer Systeme. Dabei behalten die CPT die Betriebssicherheit im Auge und tragen die Verantwortung für saubere Gewässer mit.

Der Lernende ist vor allem in der ARA Ergolz 1 in Sissach und in der ARA Birs in Birsfelden tätig, zwei Anlagen, die sich in der biologischen Reinigungsstufe grundsätzlich unterscheiden. Zusätzlich gibt es Einsätze im Labor, wo er auch selbstständig Abwasseranalytik durchführt und sich mit den In- und Onlinemessungen auseinandersetzt. Hinzu kommen Einblicke in die Siedlungsentwässerung, Verfahrenstechnik sowie auch in die Datenaufarbeitung und deren Auswertungen.

Nach der Lehre würde Sean Meier gerne beim AIB bleiben und eventuell eine Weiterbildung machen. Das passt bestens zu den Vorstellungen des Lehrbetriebs, denn das AIB wünscht, seine Lehrabsolventen grundsätzlich weiter zu beschäftigen und ihnen die Weiterbildung als Klärwerkfachmann/-frau anzubieten.

Sektion Fricktal

Überkontinentaler Zoobesuch

Tropische Erlebnisse

Unser letzter Zoobesuch in Zürich fand zwischen den Corona Lockdowns statt. Zugegeben, das Einhalten der Abstandsregeln war nicht immer einfach. Egal ob kleines Krabbeltier, stattlicher Elefant oder furchteinflössender Tiger – sie alle wollten umworben und bestaunt werden, und genau das taten die Besucher in Scharen Corona? Der Begeisterung für den Zoo und seine Tiere schien dies keinen Abbruch zu tun. Also starten wir heuer einen weiteren Anlauf – und siehe da: Unsere Mitglieder pilgern erneut in Scharen nach Zürich.

Der moderne Zoo Zweifellos gehören seine Vielfältigkeit und seine wildroman- tische Anlage zum Erfolgsrezept des Zürcher Zoos, – natürlich abgesehen von den bereits erwähnten Hauptdarstellern. Aber der Zoo Zürich will mehr sein, und man kauft es ihm gerne ab. Nicht nur das Tier an sich, sondern auch seine Rolle und die Probleme rund um seine ursprünglichen Lebensräume stehen im Zentrum. So gilt der Zoo Zürich auch als Aufklärungsort. So mancher Teilnehmer weiss schon vor dem Zoobesuch, dass die vor rund 140 Jahren nach Australien eingeführten Kaninchen bald als Plage zu beklagen waren. Ursprünglich als Fleischlieferanten gedacht, vermehrten sich die ausgesetzten Karnickel – mangels natürlicher Feinde – milliardenfach. Nur wenige wissen indes, dass später Katzen ausgesetzt wurden, die den Kaninchen ans Fell gehen und deren Existenz dezimieren sollten. Doch ist es so eine Sache, wenn man den Teufel mit dem Beelzebub austreiben möchte. Der Mensch handelt nicht immer überlegt, auch nicht immer rational und oft meint er wohl, er wisse viel mehr als er eigentlich weiss

Tief im Dschungel

Der Leser merkt: Unser Besuch lockt uns erneut ins Australiengehege. Down Under steht für uns einmal mehr über allem. Wir besuchen das neue Australienhaus und, Jö-Effekt inklusive, krallen sich da zwei putzige Koalas an Eukalyptusbäumen. Neben den zahlreichen Wallabys sicher die Attraktion schlechthin. Die Hauptattraktion allerdings ist die private Führung durch das Tropenhaus. Wir erkunden unter fachkundiger Leitung auch Orte, die Besuchern sonst nicht zugänglich sind. Erstaunlich, was da alles kreucht und fleucht Nur der Gang über die einem Alkoholiker gleich schwankenden Holzhängebrücke scheint nicht allen ganz genehm zu sein. Tiefe Schluch - ten verbergen sich unter der Brücke nicht, dennoch klammern sich unsere Teilnehmer wie die Klammeräffchen an die Seile der Brücke. Unsere Gastgeber vom Zoo Zürich lehren uns zudem was es heisst, aus einem Zoo einen «Zooh» zu machen. Eben die Aufklärungsarbeit und nicht nur das Tier angucken. Corona scheinen wir unterdessen zu können (hoffentlich). Negative Ereignisse gehen vorbei – lernen wir. Aber auch die schönsten Erlebnisse gehen irgendwann vorüber. Schön war unser Besuch im Zoo Zürich. Was wollte ich noch gleich? Richtig, zwei Monate Ferien für meinen Australienurlaub beantragen.

Patrick Merkofer