Elektronische Textilien, die sich selber desinfizieren können, daran arbeitet die Fachgruppe Analytische Technologien unter Chahan Yeretzian. Der anvisierte Stoff ist dreilagig: eine Membran zwischen zwei leitenden Schichten. Legt man eine elektrische Spannung darin an, so werden Ozon und andere Sauerstoffradikale freigesetzt, die Viren und Bakterien töten. So lässt sich die Oberfläche des Textils auf Knopfdruck sterilisieren, und zwar viel gründlicher als mit gängigen Desinfektionsmitteln. Der erzeugte Strom und auch die Ozonmenge sind dabei so klein, dass sie für Menschen ungefährlich sind. Die Idee stammt von der Firma Osmotex aus Thalwil. Diese Firma hat auch die zugrundeliegende Technologie entwickelt: 2018 brachte sie elektronische Textilien auf den Markt, die Schweiss effizient nach aussen transportieren – was ideal ist für Sportjacken. Schon hierfür gab es eine Zusammenarbeit mit der ZHAW. «Lustigerweise war es damals unsere Aufgabe, die Bildung von flüchtigen Stoffen wie Ozon zu reduzieren», sagt Chahan Yeretzian. «Im Corona-Zeitalter ist es umgekehrt: Nun prüfen wir, wie sich die Bildung von Ozon optimieren und dosieren lässt.» Eine Vorstudie, gefördert von der Innosuisse , läuft bereits, der Antrag für ein grösseres Projekt ist eingereicht. Wird es bewilligt, wollen die Forscher schon Ende Jahr erste Produkte präsentieren: Gesichtsmasken etwa oder eine kleine Tasche für unterwegs, in der man sein Handy oder Münz desinfizieren kann. Trond Heldal, der Forschungsleiter von Osmotex, hat aber noch viel mehr Ideen: «Schutzanzüge für das Gesundheitspersonal zum Beispiel. Sinnvoll wäre der Einsatz von selbstreinigenden Textilien, aber auch für Sitzbezüge im öffentlichen Verkehr – und ganz generell für Oberflächen, die oft berührt werden.» Unterstützt werden die Forscher von den ZHAW-Fachgruppen Mikrobiologie und Molekularbiologie von Martin Sievers sowie Funktionelle Materialien und Nanotechnologie von Christian Adlhart . Adlhart leitet überdies ein weiteres Innosuisse-Projekt: die Entwicklung einer neuen Generation von Atemschutzfiltern. «Im Antrag von 2019 sprachen wir explizit von Pandemieschutz – wir dachten dabei aber an Ebola», sagt Adlhart. Selbstverständlich werde der neue Filter aber auch gegen Coronaviren wirken. Entsprechend hatten die Wissenschaftler auch eine Sondergenehmigung erhalten, sodass sie während des Lockdowns weiterforschen durften. Der neue Filter entsteht in Zusammenarbeit mit der TB-Safety in Frick. Die Firma ist eine führende Anbieterin von Ganzkörper-Schutzanzügen, wie sie etwa Ärzte in Krisensituationen tragen. Im Projekt geht es um Filter, die in die Rückseite des Anzugs integriert werden, zusammen mit einem Gebläse, das permanent frische Luft hineinbringt. «Das Grundproblem von Filtern ist: Je kleiner die Löcher, desto besser zwar die Filtrierleistung – aber desto grösser auch der Widerstand für die Luft, die man durchpresst», sagt Adlhart. So wächst der Energiebedarf des Gebläses, die Batterie müsste riesig sein. Die Lösung: Nanofasern, die hundertmal dünner sind als menschliches Haar. Dank ihrer grossen Oberfläche filtern sie gut, lassen aber dennoch genügend Luft durch. Im aktuellen Projekt ordnen die Wädenswiler Forscher diese Fasern dreidimensional an, sodass eine schaumgummiartige, bis zu zwei Zentimeter dicke Schicht entsteht. Erste Tests zeigen, dass so gebaute Filter hervorragend funktionieren und sehr lange eingesetzt werden können. Derzeit arbeitet man daran, die Herstellung der Nanofaser-Struktur zu vereinfachen. Digitale Unterstützung kommt dabei von der ZHAW-Fachstelle Biomedizinische Simulation um Sven Hirsch . Bis Ende Jahr sollten die Prototypen des neuen Filters validiert und getestet sein. Mathias Plüss

Fast die ganze ZHAW befindet sich im Home-Office. «Wir erhalten nur einen Minimalbetrieb aufrecht», sagt Christian Hinderling , Leiter des Instituts für Chemie und Biotechnologie in Wädenswil. «Wer momentan in den Labors arbeiten will, muss eine Ausnahmegenehmigung beantragen.» Das Regime ist streng: Eine Bewilligung gibt es nur für wichtige Wartungs- und Unterhaltsarbeiten, für dringende Projekte, für lange Versuchsserien, die man nicht einfach unterbrechen kann – sowie für Forschung, die mit dem neuen Coronavirus zu tun hat. Davon gibt es am Institut ziemlich viel. So sind insgesamt drei Forschungsteams an der Impfstoff- und Medikamentenentwicklung gegen Covid-19 beteiligt. Die Fachstelle Bioverfahrens- und Zellkulturtechnik um Regine und Dieter Eibl engagiert sich im Impfstoff-Projekt des Immunologen Martin Bachmann vom Inselspital Bern. Das Forscherpaar wurde um Unterstützung angefragt, weil es über ein sehr gut ausgerüstetes Labor und über zwanzig Jahre Erfahrung in der Entwicklung biotechnologischer Produktionsprozesse verfügt. «Als die Anfrage aus Bern kam, hielten wir Rücksprache mit Mitgliedern unserer Gruppe – vorwiegend junge Leute», sagt Regine Eibl . «Die waren alle hochbegeistert und wären am liebsten gleich ins Labor gestürzt, um loszulegen.» «Die Teams arbeiten Tag und Nacht – zeitlich versetzt, damit sich die Leute aus dem Weg gehen können.» Regine Eibl Entsprechend herrscht nun Hochbetrieb. «Wir sind Druck gewohnt», sagt Regine Eibl. «Diesmal ist er noch etwas grösser, weil wir unbedingt erfolgreich sein möchten und weil der Zeitraum nochmals kürzer ist als sonst. Aber es ist ein positiver Stress.» Gearbeitet wird Tag und Nacht – zeitlich versetzt, damit sich die Leute aus dem Weg gehen können. Dabei hilft auch, dass dank dem weitgehenden Forschungsstopp nun mehrere Labore zur Verfügung stehen. Der Beitrag der ZHAW-Forschungsgruppe ist zentral für das Projekt: Sie ist für das sogenannte Scale-up verantwortlich. Das heisst, sie muss Bedingungen finden, unter denen sich die virusartigen Partikel für den Impfstoff im Bioreaktor möglichst rasch und in grossen Mengen herstellen lassen. Dabei kommt es auf Parameter wie die Temperatur, die Belüftung oder auch den Rührprozess an. In Mikro-Bioreaktoren kann eine Vielzahl von Kombinationen dieser Parameter gleichzeitig geprüft werden. Die vielversprechendsten Kombinationen testen die Forschenden darauf in kleinen und schliesslich in grossen Bioreaktoren mit 30 Litern Arbeitsvolumen. Wenn es mit diesen Mengen klappt, sind die Voraussetzungen für eine grossmassstäbliche Herstellung erfüllt. Schon im Juli sollen die Arbeiten in Wädenswil abgeschlossen sein. Und bereits im Herbst will der Projektleiter Martin Bachmann mit Impfen beginnen. «Das ist sehr ambitioniert», sagt Regine Eibl. «Ich könnte mir vorstellen, dass wir vielleicht bis Ende Jahr so weit sind. Aber auch dies würde eine verkürzte Zulassung erfordern.» Noch ein zweites ZHAW-Team ist am Berner Impfstoff-Projekt beteiligt: die Fachstelle Mikrobiologie und Molekularbiologie unter der Leitung von Martin Sievers. Seine Aufgabe ist es, den Stamm jener Mikroben zu optimieren, die den Impfstoff produzieren. Und zwar so, dass der Stoff in hochreiner Form und unter konstanten Bedingungen hergestellt werden kann. Überdies ist Martin Sievers mit seinen Leuten noch an einem ganz anderen Projekt beteiligt: an der Entwicklung eines Medikamentes gegen Covid-19. Der Initiator hierfür ist Rainer Riedl , Leiter der Fachstelle für Pharmazeutische Wirkstoffforschung und Arzneimittelentwicklung . Es handelt sich um ein Projekt im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms «Covid-19» des Schweizerischen Nationalfonds . «Es war sehr speziell, diesen Antrag zu schreiben», sagt Rainer Riedl. «Normalerweise arbeiten wir nicht an Problemen mit einer so aktuellen Dringlichkeit.» Die Forschungsgruppen um Riedl und Sievers bilden ein eingespieltes Team – beide haben viel Erfahrung mit ähnlichen Projekten der pharmazeutischen Wirkstoffforschung. Ihre Motivation, sich mit ihrem ganzen Know-how nun der Covid-19-Krankheit anzunehmen, ist mit Händen greifbar. Es sei «toll, wenn wir einen Beitrag zur Lösung eines so aktuellen Gesundheitsproblems leisten können», sagt Martin Sievers. Die Zusage des Nationalfonds für das Projekt steht allerdings noch aus. Der Ansatz der beiden Forscher ist es, das Andocken des Virus an die menschliche Zelle zu unterbinden. Bei diesem Andockprozess sind beidseits Proteine beteiligt. Auf menschlicher Seite ist innerhalb des entsprechenden Proteins eine Helix von besonderem Interesse: An dieses spiralförmige Gebilde bindet sich das Virus, um in die Zelle einzudringen (siehe Illustration). Rainer Riedls Idee ist es, eine leicht modifizierte Form der Helix herzustellen, die eine noch engere Bindung mit dem Virus einzugehen vermag als das Original. Sie bildet die Basis für ein künftiges Medikament. Denn das Virus wird die veränderte Helix bevorzugen und darum weniger Zellen infizieren. «Der gewählte Ansatz hat gleich zwei Vorteile: Erstens sind die Wirkstoffe sehr spezifisch, so dass es nicht zu Nebenwirkungen kommen sollte ...» Rainer Riedl «Der gewählte Ansatz hat gleich zwei Vorteile», sagt Rainer Riedl. «Erstens sind die Wirkstoffe sehr spezifisch» – darum sollte es, anders als bei manchen anderen Medikamenten-Kandidaten, nicht zu Nebenwirkungen kommen. «Zweitens müssen wir uns nicht vor Mutationen fürchten», ergänzt Martin Sievers. Mutationen des Coronavirus können die Interaktion mit der menschlichen Zelle abschwächen oder verstärken. Das Virus wird dann harmloser oder aggressiver. Unabhängig von diesen Veränderungen blockiert der zu entwickelnde Wirkstoff den Zutritt des Virus zu den menschlichen Zellen. Das geplante Medikament dürfte also auch bei künftigen Pandemien mit womöglich mutierten Coronaviren wirksam bleiben. «... Zweitens müssen wir uns nicht vor Mutationen fürchten.» Martin Sievers Der Zeithorizont ist bei einem Medikament ein ganz anderer als bei einer Impfung. «Bis in zwei Jahren wissen wir, ob unser Ansatz prinzipiell funktioniert», sagt Rainer Riedl. Dann folgen die präklinischen und klinischen Studien, die nicht von einer Hochschule, sondern von der Pharmaindustrie durchgeführt werden. Für die Entwicklung eines neuen Medikaments bis zur Zulassung rechnet man im Normalfall mit rund zehn Jahren. Trotzdem ist so ein neuartiges Covid-19-Mittel ein sinnvolles Ziel, denn allein mit einer Impfung lässt sich eine Krankheit oft nicht ausrotten, wie das Beispiel der Masern zeigt. «Es ist schön, dass wir in so vielen Sparten zur Eindämmung von Covid-19 beitragen können.» Christian Hinderling Ob auf kurze oder lange Frist: «Es ist schön, dass wir in so vielen Sparten zur Eindämmung von Covid-19 beitragen können», sagt Institutsleiter Christian Hinderling. Im Bereich Chemie und Biotechnologie besteht ein Fachkräftemangel, und er hofft, dass solche Beispiele junge Leute auf die Chancen und Möglichkeiten eines entsprechenden Studiums aufmerksam machen. «Es zeigt sich, wie wichtig unsere Fächer bei der Lösung der grossen Probleme unserer Zeit sind – sei es in der Energieversorgung, beim Klima oder eben im Gesundheitsbereich.» Mathias Plüss