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Corona-Impfstoff: Das Problem mit der Ultrakaltlagerung

Extrem wärmeempfindlich: Covid-19-Impfstoffe auf mRNA-Basis stellen hohe Herausforderungen an Transport und Lagerung.

Am Tag X, an dem ein Covid-19-Impfstoff zugelassen wird, setzt sich eine logistische Großoperation in Gang. Millionen von Dosen müssen Tausende Kilometer vom Hersteller in Krankenhäuser, Arztpraxen und Apotheken verfrachtet werden. Dort wiederum müssen sie verstaut und sachgerecht gelagert werden, bevor sie an die Bevölkerung verteilt werden. Doch da gibt es ein kleines Problem, wie "The Atlantic“ und “Die Welt” übereinstimmend berichten: Die Chargen müssen bei sehr kalten Temperaturen gelagert werden. Solch extreme Transport- und Lagerbedingungen gab es bisher noch bei keinem Impfstoff.

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Transport als größte Herausforderung

Die zwei momentan führenden Impfstoffe im Wettrennen um die Erstzulassung in den USA sind die Produkte von Moderna und der Kooperation zwischen Pfizer und dem deutschen Unternehmen Biontech. Dabei handelt es sich mRNA-basierte Impfstoffe. Der große Vorteil hierbei: Es können sehr schnell viele Dosen produziert werden. Der Nachteil ist jedoch die hohe Empfindlichkeit. Diese Vakzine müssen tiefgefroren werden, im Fall des Pfizer/Biontech-Produkts sogar bei ultrakalten minus 70 Grad Celsius.

Grund für die Empfindlichkeit der Impfchargen ist ihre Struktur – die mRNA-Technik. mRNA ist eine Art Botenmolekül, in dem die Bauanleitung zur Herstellung von Proteinen steckt. Der Impfstoff enthält ausgewählte Gene von Sars-CoV-2 in Form von Messenger-RNA, also genetische Information für den Aufbau eines Proteins in einer Zelle. Nach der Injektion sollen sich ungefährliche Virusproteine bilden, die den Aufbau eines Immunschutzes bewirken.

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Um einen mRNA-Strang in eine Zelle zu kriegen, haben Wissenschaftler die Methode entwickelt, die mRNA zu “verpacken”. Dazu wird die mRNA mit Lipiden umgeben. Diese Nanopartikel sind am hitzeempfindlichsten. Bei starker Kühlung des Impfstoffs “erreicht man eine Temperatur, bei der Lipide und lipide Strukturen aufhören, sich zu bewegen. Um diesen Zustand allerdings stabil zu halten, muss diese Temperatur noch unterschritten werden”, sagt Drew Weissman, Experte für mRNA-Impfstoffe an der University of Pennsylvania, dessen Labor mit Biontech zusammenarbeitet, gegenüber dem Magazin.

Eigene DHL-Studie in Deutschland

Um die ultrakalten Temperaturen in einer ununterbrochenen Kühlkette halten zu können, hat Pfizer sogenannte “thermal shippers” entwickelt – Verpackungen, die die Vakzine bis zu zehn Tage lang tiefstgefroren halten können.

In Deutschland hat die Post-Tochter DHL gemeinsam mit der Beraterfirma McKinsey und Nichtregierungsorganisationen eigens eine Studie aufgesetzt, berichtet “Die Welt”. Neben der Post-tochter sollen hierzulande auch Logistiker wie Kühne + Nagel und die US-Firmen United Parcel Service (UPS) sowie Federal Express (Fedex) die Hauptlast der Vakzinverteilung übernehmen. Laut der Studie müssen die Logistikkonzerne bei zehn Milliarden Impfstoffeinheiten etwa 200.000 Paletten auf 15.000 Frachtflügen organisieren, um Impfstoffe für die kommenden zwei Jahre an Ort und Stelle zu bringen. Dafür bräuchten sie 15 Millionen geeignete Kühlboxen.

Erste Impfstoffe hierzulande im November?

Genau darauf – die Entwicklung von Tiefsttemperatur-Transportbehältern – hat sich die Würzburger Firma Va-Q-tec spezialisiert. Im Mai bereits wurden Q-tec-Behälter und -Flugzeugcontainer genutzt, so die “Welt”, um Covid-19-Testkits zu transportieren. Alleinstellungsmerkmal der Produkte, sagte Firmenchef Joachim Kuhn gegenüber der Zeitung, seien nicht nur die extrem tiefe Temperatur in den Behältern, sondern auch die Beständigkeit, mit der Extremtemperaturen gehalten werden können. “Unsere Box kann eine Temperatur von minus 60 bis minus 80 Grad Celsius bis zu zehn Tage lang konstant halten“, so Kuhn gegenüber der “Welt”.

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Eine andere Alternative könnte aber durch weitere Forschung entstehen: Pfizer soll schon an einer gefriergetrockneten Version des Vakzins arbeiten, um die logistischen Hürden der mRNA-Impfstoffe zu senken.


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