Sulzbach bei Saarbrücken, ein schwüler Sommertag. Am Rande eines Industriegebiets hat das Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik Europas modernste Forschungs- und Demonstrationskryobank eingerichtet.
"Das sind Edelstahlbehälter, die einen Vorratsraum bieten, die werden mit flüssigem Stickstoff gekühlt und die Lagerung der Zellproben findet bei Temperaturen zwischen minus 150 und minus 196 Grad Celsius in der Gasphase des Stickstoffs statt."
Uwe Schön, Mitarbeiter der Kryobank, zeigt auf zwei Reihen mit jeweils acht Tonnen, ordentlich aufgestellt in Reih und Glied, gefüllt unter anderem mit den Stammzellen seltener Haus- und Wildtierrassen, Proben des Guanaco-Lamas sind vertreten, Fischgewebe, sowie Samen seltener saarländischer Obstbäume. Die Proben sind in Regalen mit jeweils 60.000 Röhrchen gelagert. Und da beginnen die Probleme: Die Röhrchen sind zu groß, es wird teurer Lagerplatz verschwendet; zweitens muss, wer eine einzige Probe haben will, gleich ein ganzes Regal ans Tageslicht ziehen; und drittens können Proben immer noch verwechselt werden. Bei der zukünftigen HIV-Kryobank müssen alle drei Probleme gelöst sein, wobei schon heute erste Wege dort hin sichtbar sind. Zunächst einmal entwickelten die Fraunhofer-Forscher kleinere Probenbehälter in Form winziger Tiegel mit je einem Kubikmillimeter Inhalt. Professor Günter Fuhr, Direktor des Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik:
"Sie müssen bedenken, in einem Kubikmillimeter kann man etwa 100.000 bis 200.000 tierische oder humane Zellen unterbringen. Das ist eine unglaublich große Menge. Man braucht also nicht Milliliter einzufrieren für die eine Entnahme einer Probe."
100 Mal mehr Proben passen in den Tank. Komplett ausgebaut, stünden 200 Edelstahltonnen in der Sulzbacher Industriehalle - genug Raum für 1,2 Milliarden Milliliter-Tiegelchen. Das zweite Problem ist nicht ganz so einfach zu lösen: Bei jeder Probenentnahme leiden alle anderen Proben mit. Schön:
"Diese Regale vereisen an den Oberflächen, das bedingt die Luftfeuchtigkeit, die sofort bei diesen niedrigen Temperaturen kondensiert und es bilden sich im Laufe der Zeit, im Laufe der Jahre oder Jahrzehnte, in denen dieses Regal immer wieder an die feuchte Umgebungsluft gebracht wird, regelrecht dicke Eiskrusten auf diesen Oberflächen."
Beschriftungen und Barcodes lassen sich nicht mehr lesen, außerdem können sich einzelne Proben über die kritische Schwelle von Minus 130 Grad hinaus erwärmen. Dann haben Wassermoleküle wieder genügend Energie, um biologisches Material zu zerstören. Eine Lösung sind Entnahmetürme, die auf Minus 100 Grad heruntergekühlt werden. Erste Lösungen gibt es auch für das dritte große Problem. Wie lassen sich Dokumentationen über die jeweiligen Proben sichern? Immerhin geht es um Zeiträume von vielleicht mehreren Generationen. Kryoinformatik heißt das Schlagwort. Jede Probe bekommt einen von außen les- und beschreibbaren Chip. Frank Obergrießer:
"Sie können es am Bildschirm lesen, genauso gut kann es aber auch ein Computer interpretieren, wir legen dazu sogar die Software mit ab, wir können die Rechtslage mit abspeichern, was zum Beispiel der Patient verfügt hat, was nach seinem Tod mit den eingelagerten Proben passieren soll. Das ganze ist also immer an der Probe, der Datensatz kann also niemals vermischt werden, dieses Zusammenpassen ist immer gewährleistet, weil der Chip immer an der Probe hängt."
ChameleonLab heißt das Konzept: Weil alle Proben elektronisch identifizierbar ist, lassen sie sich beliebig austauschen. Einzige Bedingung: Die angeschlossenen Labore arbeiten nach dem gleichen Prinzip. Diese Forderung hat für die zukünftige HIV-Kryobank große Bedeutung. Sie wird ja keine Einzeleinrichtung sein, sondern eine global vernetzte Organisation.
"Das sind Edelstahlbehälter, die einen Vorratsraum bieten, die werden mit flüssigem Stickstoff gekühlt und die Lagerung der Zellproben findet bei Temperaturen zwischen minus 150 und minus 196 Grad Celsius in der Gasphase des Stickstoffs statt."
Uwe Schön, Mitarbeiter der Kryobank, zeigt auf zwei Reihen mit jeweils acht Tonnen, ordentlich aufgestellt in Reih und Glied, gefüllt unter anderem mit den Stammzellen seltener Haus- und Wildtierrassen, Proben des Guanaco-Lamas sind vertreten, Fischgewebe, sowie Samen seltener saarländischer Obstbäume. Die Proben sind in Regalen mit jeweils 60.000 Röhrchen gelagert. Und da beginnen die Probleme: Die Röhrchen sind zu groß, es wird teurer Lagerplatz verschwendet; zweitens muss, wer eine einzige Probe haben will, gleich ein ganzes Regal ans Tageslicht ziehen; und drittens können Proben immer noch verwechselt werden. Bei der zukünftigen HIV-Kryobank müssen alle drei Probleme gelöst sein, wobei schon heute erste Wege dort hin sichtbar sind. Zunächst einmal entwickelten die Fraunhofer-Forscher kleinere Probenbehälter in Form winziger Tiegel mit je einem Kubikmillimeter Inhalt. Professor Günter Fuhr, Direktor des Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik:
"Sie müssen bedenken, in einem Kubikmillimeter kann man etwa 100.000 bis 200.000 tierische oder humane Zellen unterbringen. Das ist eine unglaublich große Menge. Man braucht also nicht Milliliter einzufrieren für die eine Entnahme einer Probe."
100 Mal mehr Proben passen in den Tank. Komplett ausgebaut, stünden 200 Edelstahltonnen in der Sulzbacher Industriehalle - genug Raum für 1,2 Milliarden Milliliter-Tiegelchen. Das zweite Problem ist nicht ganz so einfach zu lösen: Bei jeder Probenentnahme leiden alle anderen Proben mit. Schön:
"Diese Regale vereisen an den Oberflächen, das bedingt die Luftfeuchtigkeit, die sofort bei diesen niedrigen Temperaturen kondensiert und es bilden sich im Laufe der Zeit, im Laufe der Jahre oder Jahrzehnte, in denen dieses Regal immer wieder an die feuchte Umgebungsluft gebracht wird, regelrecht dicke Eiskrusten auf diesen Oberflächen."
Beschriftungen und Barcodes lassen sich nicht mehr lesen, außerdem können sich einzelne Proben über die kritische Schwelle von Minus 130 Grad hinaus erwärmen. Dann haben Wassermoleküle wieder genügend Energie, um biologisches Material zu zerstören. Eine Lösung sind Entnahmetürme, die auf Minus 100 Grad heruntergekühlt werden. Erste Lösungen gibt es auch für das dritte große Problem. Wie lassen sich Dokumentationen über die jeweiligen Proben sichern? Immerhin geht es um Zeiträume von vielleicht mehreren Generationen. Kryoinformatik heißt das Schlagwort. Jede Probe bekommt einen von außen les- und beschreibbaren Chip. Frank Obergrießer:
"Sie können es am Bildschirm lesen, genauso gut kann es aber auch ein Computer interpretieren, wir legen dazu sogar die Software mit ab, wir können die Rechtslage mit abspeichern, was zum Beispiel der Patient verfügt hat, was nach seinem Tod mit den eingelagerten Proben passieren soll. Das ganze ist also immer an der Probe, der Datensatz kann also niemals vermischt werden, dieses Zusammenpassen ist immer gewährleistet, weil der Chip immer an der Probe hängt."
ChameleonLab heißt das Konzept: Weil alle Proben elektronisch identifizierbar ist, lassen sie sich beliebig austauschen. Einzige Bedingung: Die angeschlossenen Labore arbeiten nach dem gleichen Prinzip. Diese Forderung hat für die zukünftige HIV-Kryobank große Bedeutung. Sie wird ja keine Einzeleinrichtung sein, sondern eine global vernetzte Organisation.