Warum braucht die Wissenschaft so lange vom Labor in die Öffentlichkeit?

Die Ergebnisse wissenschaftlicher Forschung können oft einen erheblichen gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Nutzen bringen. Doch der Weg vom Labortisch bis zur realen Anwendung kann Jahre dauern, selbst bei Projekten, die von Anfang an mit einem konkreten Nutzen im Hinterkopf konzipiert wurden. So dauerte es beispielsweise sieben Jahre, bis der Pipettierroboter des EPFL-Spin-offs SEED Biosciences auf den Markt kam – und zwar im Jahr 2020: «Mit unserem Roboter können Forschende Zellen einzeln dosieren», sagt Eric Meurville, ein Mitbegründer von SEED Biosciences, der jetzt im Technologietransferbüro der EPFL arbeitet. «Die Technologie ist eigentlich gar nicht so kompliziert, aber es hat trotzdem lange gedauert, die Idee, die wir im Labor hatten, in ein kommerzielles Produkt umzusetzen.»

Neue Entdeckungen werden oft als Reaktion auf ein bestimmtes Problem entwickelt: «In meinem Bereich müssen wir zuerst einen konkreten Bedarf identifizieren», sagt Diego Ghezzi, der den Medtronic-Lehrstuhl für Neuroengineering an der EPFL innehat, «dann finden wir einen Weg, diesen Bedarf zu decken.» Ghezzi und seine Forschungsgruppe arbeiten seit 2015 an einem neuartigen Netzhautimplantat, das Blinden teilweise das Sehvermögen zurückgeben kann.

Wenn die Wissenschaftlerinnen eine Idee im Labor ausgearbeitet haben, ist der nächste Schritt die Entwicklung einer konkreten Anwendung. Das beginnt in der Regel mit dem Bau und Testen eines Prototyps und der Durchführung verschiedener Analysen, um die Eigenschaften und das Verhalten des Prototyps zu messen. «Es gibt mehrere Entwicklungs- und Charakterisierungsrunden, bevor wir in der Lage sind, ein Gerät zu entwickeln, das alle unsere Spezifikationen erfüllt und optimale Leistung liefert», sagt Ghezzi, «dieser Prozess kann mehrere Jahre dauern.»

Bei biomedizinischen Geräten umfasst der Testschritt auch biologische Versuche: «Wir haben unsere Implantate zunächst in vitro an der Netzhaut von Tieren getestet, dann in vivo an lebenden Organismen. Das war natürlich, nachdem wir alle notwendigen Genehmigungen von den kantonalen Behörden erhalten hatten», sagt er.

Reproduzieren von Ergebnissen und deren Begutachtung

Forschende müssen ihre Experimente viele Male wiederholen, um sicherzustellen, dass ihre Ergebnisse konsistent und nicht nur ein Zufall sind. Ein Experiment zur Quantifizierung der Effektivität eines Geräts könnte zum Beispiel Dutzende Male wiederholt werden. Wie oft genau, hängt von statistischen Kriterien und zahlreichen Variablen ab.

Die Begutachtung durch Fachkolleginnen und -kollegen ist ein weiterer wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur Kommerzialisierung. Wenn Forschende an einem Projekt arbeiten, veröffentlichen sie ihre Ergebnisse in der Regel in Fachzeitschriften und präsentieren sie auf Fachkonferenzen. Dadurch erhalten sie wertvolles Feedback und Kommentare – sowohl positive als auch negative – die ihnen bei der Ausrichtung ihrer Forschung helfen. Die meisten Fachzeitschriften verlangen, dass Artikel vor der Veröffentlichung von Fachleuten begutachtet werden. Beim Peer-Reviewing wird eine Forschungsarbeit von Fachleuten gelesen und kommentiert, wobei die Autorin oder der Autor in der Regel die Vorschläge der Gutachter einbezieht.

Markteinführung

Der nächste Schritt, um ein Produkt auf den Markt zu bringen, erfordert das Einbeziehen von Fachleuten ausserhalb der wissenschaftlichen Gemeinschaft. Generell gibt es zwei Möglichkeiten, wie Forschende ihre Entdeckungen vermarkten können: durch den Verkauf einer Lizenz an ein etabliertes Unternehmen oder – wenn die Erfinderin eine unternehmerische Ader hat – durch die Gründung eines Start-ups.

«In beiden Fällen bietet die EPFL eine Reihe von Unterstützungsmöglichkeiten», sagt Meurville: «Da gibt es zum Beispiel das Enable-Programm, das den Forschenden mit finanziellen Mitteln und Know-how hilft, ihre Produkte schnell zu einem Reifegrad zu bringen, der das Interesse von Unternehmen in der Schweiz und im Ausland wecken könnte. Und es gibt die EPFL Startup Unit, die sowohl Coaching als auch Finanzierung bietet.»

In der Regel stellen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ihre Prototypen potenziellen Kunden und Investorinnen vor und erläutern, wie ihre Entwicklung einem Marktbedürfnis entspricht oder einen wesentlichen Wettbewerbsvorteil gegenüber bestehenden Produkten bietet.

Klinische Studien

Darüber hinaus müssen Medizinprodukte klinische Studien durchlaufen, um ihre Sicherheit und Wirksamkeit am Menschen zu beweisen. Doch bevor die Studien überhaupt beginnen können, müssen die Forschenden nachweisen, dass ihre Geräte nach adäquaten Gesundheits- und Sicherheitsstandards hergestellt werden – eine Ebene der Prüfung und Zulassung, die im Schritt der Prototypenherstellung nicht enthalten ist. In der Schweiz wird diese Zulassung von Swissmedic erteilt, der Schweizer Aufsichtsbehörde für medizinische Zulassungen und Behandlungen. Die erste Runde der klinischen Prüfung umfasst in der Regel ein bis fünf Patientinnen in einem einzigen Krankenhaus. Sind diese Versuche erfolgreich, werden weitere Runden mit mehreren Krankenhäusern und mehreren Dutzend Patienten durchgeführt.

Dann folgt die Marktzulassung. Produkte, die in der EU verkauft werden, müssen die CE-Kennzeichnung tragen. In den USA müssen Medikamente und medizinische Geräte eine FDA-Zulassung erhalten. Diese Zertifizierungen zeigen, dass ein Produkt von seinem Hersteller gründlich getestet wurde und alle erforderlichen Gesundheits-, Sicherheits- und Umweltstandards erfüllt.

Die Umsetzung eines wissenschaftlichen Durchbruchs in ein Produkt, das unser tägliches Leben verbessern kann, ist ein langwieriger Prozess: «Wie viel Zeit benötigt wird, hängt davon ab, wie kompliziert die Technologie und für welche Branche sie bestimmt ist. Neue Medikamente und medizinische Implantate brauchen natürlich viel länger», sagt Meurville, «aber damit ein Produkt erfolgreich ist, muss es zum richtigen Zeitpunkt auf den Markt kommen – und einen Bedarf decken, der noch nicht gedeckt ist.»