Die bescheidene Pipettenspitze ist winzig, billig und für die Wissenschaft absolut unverzichtbar. Es treibt die Erforschung neuer Medikamente, die Covid-19-Diagnostik und jeden jemals durchgeführten Bluttest voran.
Normalerweise ist es auch reichlich vorhanden – ein typischer Laborwissenschaftler könnte sich jeden Tag Dutzende davon schnappen.
Doch nun haben eine Reihe von unzeitgemäßen Unterbrechungen entlang der Lieferkette für Pipettenspitzen – ausgelöst durch Stromausfälle, Brände und pandemiebedingte Nachfrage – zu einem globalen Mangel geführt, der nahezu jeden Winkel der wissenschaftlichen Welt bedroht.
Der Mangel an Pipettenspitzen gefährdet bereits Programme im ganzen Land, die Neugeborene auf potenziell tödliche Erkrankungen untersuchen, wie etwa die Unfähigkeit, Zucker in der Muttermilch zu verdauen. Es bedroht die Experimente der Universitäten zur Stammzellgenetik. Und es zwingt Biotech-Unternehmen, die an der Entwicklung neuer Medikamente arbeiten, darüber nachzudenken, bestimmten Experimenten Vorrang vor anderen einzuräumen.
Derzeit gibt es keine Anzeichen dafür, dass der Mangel bald enden wird – und wenn er schlimmer wird, müssen Wissenschaftler möglicherweise damit beginnen, Experimente zu verschieben oder sogar Teile ihrer Arbeit aufzugeben.
Von allen Wissenschaftlern, die über den Mangel verunsichert sind, waren die Forscher, die für das Screening von Säuglingen verantwortlich sind, am organisiertesten und offensten.
Öffentliche Gesundheitslabore untersuchen Säuglinge innerhalb weniger Stunden nach der Entbindung auf Dutzende genetischer Erkrankungen. Einige, wie Phenylketonurie und MCAD-Mangel, erfordern, dass Ärzte die Art und Weise, wie sie sich um das Baby kümmern, sofort ändern. Laut einer Untersuchung aus dem Jahr 2013 haben bereits Verzögerungen im Screening-Prozess zum Tod einiger Säuglinge geführt.
Für das Screening jedes Kindes sind etwa 30 bis 40 Pipettenspitzen erforderlich, um Dutzende diagnostischer Tests durchzuführen, und in den Vereinigten Staaten werden jeden Tag Tausende Kinder geboren.
Bereits im Februar machten diese Labore deutlich, dass sie nicht über die benötigten Vorräte verfügten. Laut der Association of Public Health Laboratories verfügen Labore in 14 Bundesstaaten über Pipettenspitzen im Wert von weniger als einem Monat. Die Gruppe war so besorgt, dass sie seit Monaten Druck auf die Bundesregierung – einschließlich des Weißen Hauses – ausübt, den Bedarf an Pipettenspitzen bei Neugeborenen-Screening-Programmen zu priorisieren. Bisher habe sich nichts geändert, so die Organisation; Das Weiße Haus teilte STAT mit, dass die Regierung an mehreren Möglichkeiten arbeite, um die Verfügbarkeit von Trinkgeldern zu erhöhen.
In einigen Gerichtsbarkeiten hat der Kunststoffmangel „fast dazu geführt, dass Teile der Neugeborenen-Screening-Programme eingestellt wurden“, sagte Susan Tanksley, Filialleiterin in der Abteilung Labordienste des texanischen Gesundheitsministeriums, während einer Februarsitzung eines Bundesberatungsausschusses für Neugeborenen-Screening . (Tankskey und das staatliche Gesundheitsamt antworteten nicht auf eine Bitte um Stellungnahme.)
Laut Scott Shone, dem Direktor des staatlichen Gesundheitslabors von North Carolina, erhalten einige Staaten jede Menge Trinkgelder, und das lässt ihnen kaum eine andere Wahl, als andere Labore um Unterstützung anzubetteln. Shone sagte, er habe von einigen Beamten des öffentlichen Gesundheitswesens gehört, die ihn anriefen und sagten: „Mir geht morgen aus, können Sie mir etwas über Nacht geben?“ Weil der Verkäufer sagt, dass es kommt, aber ich weiß es nicht.‘“
„Zu vertrauen, wenn dieser Verkäufer sagt: ‚Drei Tage bevor der Vorrat aufgebraucht ist, besorgen wir Ihnen einen weiteren Monatsvorrat‘ – das ist Angst“, sagte er.
Viele Labore haben sich manipulierten Alternativen zugewandt. Bei einigen handelt es sich um das Waschen von Spitzen und deren anschließende Wiederverwendung, was das potenzielle Risiko einer Kreuzkontamination erhöht. Andere führen Neugeborenen-Screenings stapelweise durch, was die Zeit bis zur Bereitstellung von Ergebnissen verlängern könnte.
Bisher reichten diese Lösungen aus. „Wir befinden uns nicht in einer Situation, in der Neugeborene unmittelbar gefährdet sind“, fügte Shone hinzu.
Neben Laboren, die Neugeborene untersuchen, geraten auch Biotech-Unternehmen, die an neuen Therapeutika arbeiten, und Universitätslabore, die Grundlagenforschung betreiben, unter Druck.
Wissenschaftler von PRA Health Sciences, einer Auftragsforschungsorganisation, die an klinischen Studien für Hepatitis B und mehrere Medikamentenkandidaten von Bristol Myers Squibb arbeitet, sagen, dass die Knappheit der Vorräte eine ständige Gefahr darstellt – obwohl sie bisher noch keine offiziellen Verzögerungen bei den Auslieferungen vornehmen mussten.
„Manchmal läuft es darauf hinaus, dass nur ein Regal voller Trinkgelder auf dem hinteren Regal steht, und wir sagen ‚Oh mein Gott‘“, sagte Jason Neat, der Geschäftsführer für bioanalytische Dienstleistungen im Labor von PRA Health in Kansas.
Der Mangel ist bei Arrakis Therapeutics, einem Unternehmen aus Waltham, Massachusetts, das an möglichen Behandlungen für Krebs, neurologische Erkrankungen und seltene Krankheiten arbeitet, so alarmierend geworden, dass Kathleen McGinness, Leiterin der RNA-Biologie, einen speziellen Slack-Kanal eingerichtet hat, um ihren Kollegen den Austausch zu erleichtern Lösungen zur Konservierung von Pipettenspitzen.
„Uns wurde klar, dass dies nicht akut war“, sagte sie über den Sender #tipsfortips. „Ein Großteil des Teams war bei der Lösungsfindung sehr proaktiv, aber wir hatten keinen zentralen Ort, um dies zu teilen.“
Die meisten der von STAT befragten Biotech-Unternehmen gaben an, dass sie Maßnahmen ergreifen würden, um die begrenzten Pipetten einzusparen, und dass sie ihre Arbeit bisher nicht einstellen mussten.
Die Wissenschaftler von Octant gehen beispielsweise bei der Verwendung gefilterter Pipettenspitzen sehr wählerisch vor. Diese Spitzen – die in letzter Zeit besonders schwer zu beschaffen sind – bieten den Proben einen zusätzlichen Schutz vor Verunreinigungen von außen, können jedoch nicht desinfiziert und wiederverwendet werden. Deshalb widmen sie sie Aktivitäten, die besonders sensibel sein könnten.
„Wenn man nicht darauf achtet, was knapp wird, kann es sehr leicht passieren, dass einem die Dinge ausgehen“, sagte Danielle de Jong, Laborleiterin am Whitney Laboratory der University of Florida; Das Labor, in dem sie arbeitet, untersucht, wie Stammzellen bei kleinen Meerestieren, die mit Quallen verwandt sind, funktionieren und Teile von sich selbst regenerieren können.
Wissenschaftler des Whitney-Labors haben zeitweise ihre Nachbarn gerettet, wenn die Lieferaufträge nicht rechtzeitig eintrafen; de Jong hat sich sogar dabei ertappt, in den Regalen anderer Labore nach unbenutzten Pipettenspitzen zu suchen, für den Fall, dass ihr Labor welche ausleihen muss.
„Ich arbeite seit 21 Jahren in einem Labor“, sagte sie. „Solche Lieferkettenprobleme habe ich noch nie erlebt. Immer."
Es gibt keine eindeutige Erklärung für den Mangel.
Die plötzliche Explosion der Covid-19-Tests im letzten Jahr – die alle auf Pipettenspitzen basieren – hat sicherlich eine Rolle gespielt. Aber die Auswirkungen von Naturkatastrophen und anderen ungewöhnlichen Unfällen weiter oben in der Lieferkette haben sich auch auf die Labortische ausgewirkt.
Die verheerenden landesweiten Stromausfälle in Texas, bei denen mehr als 100 Menschen ums Leben kamen, zerstörten auch ein kritisches Glied in der komplexen Lieferkette für Pipetten. Aufgrund dieser Stromausfälle mussten ExxonMobil und andere Unternehmen vorübergehend Werke im Bundesstaat schließen, von denen einige Polypropylenharz, den Rohstoff für Pipettenspitzen, herstellten.
Einer Präsentation im März zufolge war das Werk von ExxonMobil im Raum Houston im Jahr 2020 der zweitgrößte Polypropylenproduzent des Unternehmens; nur das Werk in Singapur produzierte mehr. Zwei der drei größten Polyethylenwerke von ExxonMobil befanden sich ebenfalls in Texas. (Im April 2020 steigerte ExxonMobil sogar die Polypropylenproduktion in zwei US-amerikanischen Werken.)
„Schätzungen zufolge waren nach dem Wintersturm im Februar dieses Jahres über 85 % der Polypropylen-Produktionskapazität in den USA durch verschiedene Probleme wie Rohrbrüche in den Produktionsanlagen sowie Stromausfälle und Stromausfälle beeinträchtigt „Es werden lebenswichtige Rohstoffe benötigt, um die Produktion wieder aufzunehmen“, sagte ein Sprecher von Total, einem anderen in Houston ansässigen Öl- und Gasunternehmen, das Polypropylen produziert.
Aber die Lieferketten sind seit letztem Sommer – lange vor dem Tiefkühlzustand im Februar – unter Druck. Geringere Rohstoffmengen als üblich sind nicht der einzige Faktor, der die Lieferketten drosselt – und Pipettenspitzen sind nicht das einzige Laborgerät auf Kunststoffbasis, das Mangelware ist.
Laut einem auf der Website der University of Pittsburgh veröffentlichten Dokument wurden durch einen Brand in einer Produktionsanlage auch 80 % des landesweiten Vorrats an Behältern für gebrauchte Pipettenspitzen und andere scharfe Gegenstände lahmgelegt.
Und im Juli begann die Zoll- und Grenzschutzbehörde der USA, Produkte eines großen Handschuhherstellers zu blockieren, der im Verdacht steht, Zwangsarbeit zu betreiben. (CBP veröffentlichte letzten Monat die Ergebnisse seiner Untersuchung.)
„Was wir sehen, ist, dass wirklich alles im Kunststoffbereich des Geschäfts – insbesondere Polypropylen – entweder im Rückstand ist oder stark nachgefragt ist“, sagte Neat von PRA Health Sciences.
Laut Tiffany Harmon, Beschaffungsadministratorin im Bioanalytiklabor von PRA Health Sciences in Kansas, ist die Nachfrage so groß, dass der Preis für einige knappe Vorräte gestiegen ist.
Das Unternehmen zahlt nun über seinen üblichen Lieferanten 300 % mehr für Handschuhe. Und für die Pipettenspitzenbestellung von PRA wird jetzt eine zusätzliche Gebühr erhoben. Ein Pipettenspitzenhersteller, der letzten Monat einen neuen Zuschlag von 4,75 % ankündigte, teilte seinen Kunden mit, dass der Schritt notwendig sei, da sich der Preis für die Kunststoffrohstoffe fast verdoppelt habe.
Zu der Unsicherheit für Laborwissenschaftler kommt noch der Prozess der Händler hinzu, der festlegt, welche Bestellungen zuerst ausgeführt werden – dessen Funktionsweise nur wenige Wissenschaftler vollständig verstanden haben.
„Die Laborgemeinschaft hat von Anfang an darum gebeten, uns zu helfen, zu verstehen, wie diese Entscheidungen getroffen werden“, sagte Shone, der die Formeln der Anbieter zur Bestimmung der Zuteilungen als „Black-Box-Magie“ bezeichnete.
STAT kontaktierte mehr als ein Dutzend Unternehmen, die Pipettenspitzen herstellen oder verkaufen, darunter Corning, Eppendorf, Fisher Scientific, VWR und Rainin. Es haben nur zwei geantwortet.
Corning lehnte eine Stellungnahme ab und verwies auf proprietäre Vereinbarungen mit seinen Kunden. MilliporeSigma teilte unterdessen mit, dass die Zuteilung der Pipetten nach dem Prinzip „Wer zuerst kommt, mahlt zuerst“ erfolgt.
„Seit dem Ausbruch der Pandemie verzeichnet die gesamte Life-Science-Branche eine beispiellose Nachfrage nach Produkten im Zusammenhang mit Covid-19, darunter MilliporeSigma“, sagte ein Sprecher des großen Vertriebsunternehmens für wissenschaftliche Bedarfsartikel gegenüber STAT in einer per E-Mail gesendeten Erklärung. „Wir arbeiten rund um die Uhr daran, dieser gestiegenen Nachfrage nach diesen Produkten und denen, die in der wissenschaftlichen Forschung verwendet werden, gerecht zu werden.“
Trotz Versuchen, die Lieferkette zu stärken, ist nicht klar, wie lange die Engpässe noch anhalten werden.
Corning erhielt 15 Millionen US-Dollar vom Verteidigungsministerium, um in seinem Werk in Durham, North Carolina, jährlich 684 Millionen weitere Pipettenspitzen herzustellen. Auch Tecan baut mit 32 Millionen US-Dollar aus dem CARES Act neue Produktionsanlagen.
Aber das wird das Problem nicht lösen, wenn die Kunststoffproduktion geringer bleibt als erwartet. Und keines dieser Projekte wird ohnehin vor Herbst 2021 tatsächlich in der Lage sein, Pipettenspitzen zu produzieren.
Bis dahin müssen sich Laborleiter und Wissenschaftler auf weitere Engpässe bei Pipetten und so ziemlich allem anderen einstellen.
„Wir haben diese Pandemie ohne Abstrichtupfer und Medien begonnen. Und dann hatten wir einen Mangel an Reagenzien. Und dann gab es einen Mangel an Kunststoffen. Und dann hatten wir wieder einen Mangel an Reagenzien“, sagte Shone aus North Carolina. „Es ist wie der Tag des Murmeltiers.“
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 12. Februar 2022