NBAF ist geöffnet. Wann werden Wissenschaftler mit der Tiergesundheitsforschung beginnen?

MANHATTAN – Nach weit über einem Jahrzehnt voller Politik, Bewerbungen, Finanzierungsdebatten und Bauarbeiten ist die National Bio and Agro-Defense Facility offiziell eröffnet.

Aber die neuesten Biosicherheitslabore der Bundesregierung in Manhattan sind wahrscheinlich noch mehr als ein Jahr von der Durchführung der Tiergesundheitsforschung entfernt, für die sie konzipiert wurden.

Würdenträger feierten am Mittwoch die Eröffnung der NBAF im Tiergesundheitskorridor mit einer Zeremonie zum Durchschneiden des Bandes.

Letzte Woche führten Beamte die örtlichen Medien durch die Labore und machten dabei auf Sicherheitsvorkehrungen aufmerksam. Fotos und detaillierte Notizen waren aus Sicherheitsgründen jedoch strengstens untersagt.

Die Mission des Labors besteht darin, die amerikanische Landwirtschaft, Landwirte und Bürger vor Tierseuchen zu schützen, die die Lebensmittelversorgung, die Agrarwirtschaft und die öffentliche Gesundheit gefährden.

Das bedeutet, mit neueren Krankheiten und solchen zu arbeiten, die vom Vieh auf den Menschen übertragen werden können. Experten studieren, um Krankheiten vorzubeugen, zu überwachen, zu diagnostizieren und darauf zu reagieren, einschließlich der Verwaltung von Impfstoffbanken und der Entwicklung neuer Impfstoffe und antiviraler Medikamente.

Während bei der NBAF gearbeitet wird, werden in den Laboren noch keine Forschungsarbeiten durchgeführt.

Die Mitarbeiter führen verschiedene Compliance- und Regulierungsarbeiten durch, führen Inspektionen durch, entwickeln und testen Protokolle und Standardarbeitsanweisungen, bereiten Geräte vor und schulen, bevor sie mit Krankheitserregern arbeiten.

„Sie werden alle Systeme gemäß den internationalen und nationalen Standards überprüfen“, sagte Alfonso Clavijo, der Direktor der NBAF, über die Inspektionen. „Und erst wenn wir diese Genehmigung haben, können wir tatsächlich Arbeiten ausführen. Wir gehen davon aus, dass wir diese Genehmigung bis Ende 2024 haben sollten.“

Beamte beschrieben, dass NBAF-Wissenschaftler sich im Krabbelstadium befänden, bevor sie laufen, joggen und rennen lernten. Sobald sie die Verfahren entworfen haben, werden sie an sauberen Tieren getestet, bevor an Tieren mit weniger riskanten Krankheitserregern, dann an Tieren mit riskanteren zoonotischen Krankheiten und schließlich an den riskantesten zoonotischen Krankheiten, für die das BSL-4-Labor konzipiert ist.

„Sicherheit ist das oberste Ziel“, sagte Ken Burton, der stellvertretende Direktor der NBAF. „Und wir tun nichts, um in die Wissenschaft vorzudringen, bis wir das Gefühl haben, dass alles sicher und geschützt ist, um dies tun zu können.“

Die Krankheitserreger wurden noch nicht von Plum Island nach NBAF übertragen.

„Was ich mitteilen kann, ist, dass sehr erfahrene Bundespartner den Transfer der wissenschaftlichen Materialien abwickeln werden“, sagte Katie Pawlosky, Kommunikationsdirektorin der NBAF. „Keine Tiere, keine Ausrüstung werden transferiert.

„Was den Zeitplan angeht, weiß ich nicht, ob wir diese Informationen bereits haben. Wir arbeiten immer noch an unserer wissenschaftlichen Vorbereitungsphase. Wir werden nicht in der Lage sein, mit irgendetwas davon zu beginnen, bis wir bereit sind, aber es wird so sein.“ Ein schrittweiser Prozess, der sehr sicher und zuverlässig durchgeführt wird. Aus Sicherheitsgründen können wir jedoch keine Einzelheiten offenlegen.“

NBAF ist die erste High-Containment-Anlage der Biosicherheitsstufe 4 für Nutztiere in den Vereinigten Staaten. BSL-4-Labore arbeiten mit den Mikroben mit dem höchsten Risiko und haben die höchsten Eindämmungsanforderungen.

„Die Mikroben in einem BSL-4-Labor sind gefährlich und exotisch und stellen ein hohes Risiko für durch Aerosole übertragene Infektionen dar“, berichtet die CDC. „Durch diese Mikroben verursachte Infektionen verlaufen häufig tödlich und ohne Behandlung oder Impfung.“

Zu den erforderlichen Laborpraktiken gehören das Wechseln der Kleidung vor dem Betreten, chemische Duschen vor dem Ausziehen des Anzugs, Duschen beim Verlassen und die Dekontamination aller Materialien. Einige NBAF-Wissenschaftler duschen möglicherweise mehr als 19 Mal am Tag, wobei die Duschtüren verschlossen bleiben, bis Sensoren messen, dass mindestens fünf Minuten Wasserfluss verwendet wurden.

Arbeiten in BSL-4-Laboren müssen in einer hochgradigen biologischen Sicherheitswerkbank oder unter Tragen eines Ganzkörper-Überdruckanzugs durchgeführt werden.

Bei der NBAF hängen blaue Schläuche von der Decke, die an die weißen Anzüge angeschlossen werden können, um den Forschern saubere Luft zum Atmen zu liefern. Die Labore sind darauf ausgelegt, die Anzahl scharfer Gegenstände zu reduzieren und das Risiko, einen Anzug zu durchstechen, zu minimieren. Allerdings sollte der positive Luftstrom dazu führen, dass saubere Luft aus einem Loch strömt, anstatt dass schmutzige Luft einströmt.

BSL-4-Labore müssen neben anderen Anforderungen an den Anlagenbau über eine eigene Zu- und Abluft verfügen.

Bei der NBAF gibt es 976 hocheffiziente Partikelfilter-Senke, die von einem Servicebereich über den Laboren abgedichtet werden können. Für die Wartung aller HEPA-Filter ist ein siebenköpfiges Team ein ganzes Jahr lang erforderlich.

Wie aus dem NBAF-Logo hervorgeht, wird sich die Forschung vor allem auf Rinder, Schweine und Schafe konzentrieren.

Aber die Forscher werden keine alten Kühe vom Mastbetrieb oder Schweine von einer Schweinefarm kaufen.

Das Vieh, das als Testpersonen für Schulungen und Experimente bei NBAF dient, wird stattdessen von vom USDA geprüften Lieferanten bezogen, die Nutztiere für Forschungszwecke züchten und die gesetzlichen Standards einhalten. Ebenso stammt das Futter nicht aus einem örtlichen Futtermittelgeschäft, da Wissenschaftler eine Überwachungskette und Qualitätskontrolle für das, was die Tiere fressen, benötigen.

Während die Tiere wochen- oder monatelang in einem Labor ohne Sonnenlicht leben, versuchen Wissenschaftler, es ihnen bequemer und ihr Leben normaler zu machen – wie Dinge, in denen Schweine herumwühlen können – teilweise damit die Forschung valide ist.

Zu den Forschungs- und Ausbildungsmaßnahmen gehört die Ansteckung von Tieren mit Krankheiten wie der Maul- und Klauenseuche, der Afrikanischen Schweinepest und der Japanischen Enzephalitis. Wenn Tiere zu krank werden, um zu stehen, verfügt das Labor über Systeme, um sie auf Karren zu heben.

Wissenschaftler werden Tiere auf humane Weise einschläfern und sie dann in einem Autopsieraum aufschneiden, um zu untersuchen, wie sich Krankheiten auf ihren Körper auswirken.

Eine solche Ausbildung ist notwendig, damit Tierärzte wissen, wie sie die Krankheiten erkennen und verhindern können, dass sich Ausbrüche in anderen Ländern – wie der aktuelle Ausbruch der Afrikanischen Schweinepest in der Dominikanischen Republik – auf die USA ausbreiten

Wenn die Wissenschaftler mit Tierkadavern oder Teilen davon fertig sind, werden bis zu 3.000 Pfund Abfall aus der Autopsie in einen von zwei thermischen Gewebeautoklaven abgesenkt.

Dort wird das Fleisch unter Druck gegart, während die Feststoffe zerkleinert werden. Nach etwa 10 Stunden sind die Flüssigkeiten abgekocht, wobei etwa die Hälfte des Gewichts an Feststoffen zurückbleibt.

Reiseleiter beschrieben das Produkt als einen braun-schwarzen, dicken Brei, der in Konsistenz und Farbe etwa Brownie-Teig ähnelt.

Dieser Abfall wird dann verbrannt und die Asche einem Auftragnehmer überlassen.

Aus Gründen der Redundanz – und weil nur ein Lieferant sie baut – verfügt NBAF über zwei Verbrennungsanlagen.

Flüssige Abfälle werden in einen der 11 Dekontaminationstanks im Keller geleitet, mit separaten 9.000-Gallonen-Tanks für jedes Labor, damit sich die Abfälle nicht vermischen und gegenseitig kontaminieren.

Bei den Tanks handelt es sich im Wesentlichen um Dampfdruckkocher, die als weltweit größtes System zur thermischen Dekontamination von Abwasser dienen und die flüssigen Laborabfälle ungefährlich und nicht infektiös machen. Anschließend gelangt die Flüssigkeit durch eine Abwasservorbehandlungsanlage in ein künstliches Feuchtgebiet.

Es gibt Platz für einen möglichen 12. Tank, aber um ihn hineinzurollen, müssten alle Befestigungen von Decken und Wänden entfernt und mit einem Abstand von 2,5 cm auf beiden Seiten gedreht werden.

NBAF hat bereits 280 Mitarbeiter in Manhattan. Von den derzeitigen Mitarbeitern leben etwa 70 % im Umkreis von 30 Minuten um das Labor.

Bei voller Besetzung werden es mehr als 400 Personen sein. Etwa ein Viertel des Personals wird sich um Einrichtungen und Wartung kümmern.

NBAF ersetzt eine veraltete Anlage auf Plum Island, an der Nordostspitze von Long Island östlich von New York City.

„Wir beginnen mit dem Übergang von Plum Island zur NBAF“, sagte Clavijo, NBAF-Direktor. „Wir haben bereits Wissenschaftler, die von diesem Standort weggezogen sind.“

Trotz der Hinzufügung von Wasserspielen, die laut offiziellen Angaben im Hinblick auf die Erinnerung an die Insel entworfen wurden, werden zumindest einige Mitarbeiter nicht zum Little Apple umziehen.

Robin Holland, der wissenschaftliche Übergangsmanager der NBAF, sagte, dass dies beim Foreign Animal Disease Diagnostic Laboratory der Fall sei.

„Da FADDL von Plum Island hierher bei NBAF wechselt, wurde eine Lücke festgestellt, die wahrscheinlich zu Lücken in unserem wissenschaftlichen Fachwissen führen würde, da viele unserer Mitarbeiter diesen Umzug von Plum Island nicht vornehmen werden.“ zur NBAF“, sagte Holland.

Es wurden Initiativen zur Personalentwicklung ins Leben gerufen, darunter eine, die laut Holland „auf den Aufbau der Kapazitäten ausgebildeter Wissenschaftler ausgerichtet ist, um dabei zu helfen, die Lücke zu schließen, die entstehen könnte, wenn unsere wissenschaftlichen Experten, wobei einige von ihnen diesen Umzugsprozess nicht durchführen, nicht mitmachen.“

Ein weiteres bei K-State eingerichtetes Programm konzentriert sich auf die Schaffung einer Pipeline von Technikern für das Diagnoselabor.

Einige der BSL-3-Laborräume verfügen über Fenster, die nach Aussage der Beamten der psychischen Gesundheit von Wissenschaftlern zugute kommen und dazu beitragen werden, qualifiziertes Personal anzuziehen, das lieber nicht in einem Labor ohne Sonnenlicht und Blick ins Freie arbeiten würde.

Die Fenster wurden mit verschiedenen Schutzvorrichtungen wie einem Metallgitter ausgestattet, um den stärksten Tornados standzuhalten – was nach einem Tornado, der 2008 über Manhattan und den K-State-Campus fegte, zu größerer Besorgnis wurde.

An anderer Stelle bei NBAF ist die Beton- und Stahlhülle der Eindämmungszone ähnlich den Tornado-Standards eines Kernkraftwerks gebaut.

Der Bau der NBAF lag unter ihrem Budget von 1,25 Milliarden US-Dollar. Kansas hat 307 Millionen US-Dollar beigesteuert, und ein kleiner Teil davon wird zurückerstattet.

Und das sogar, nachdem vor der Fertigstellung des Labors rund 80 Millionen US-Dollar für Technologie-Upgrades ausgegeben wurden. Tim Barr, Programmmanager der NBAF, sagte, der Wechsel von mechanischen Gefriergeräten zu Geräten mit flüssigem Stickstoff sei ein solches Beispiel.

„Die Technologie für Flüssigstickstoff-Gefriergeräte hat sich seit der Fertigstellung des Designs im Jahr 2012 im Vergleich zu mechanischen Gefriergeräten erheblich verbessert“, sagte er. „Also ein mechanischer Gefrierschrank, genau wie Ihr Kühlschrank zu Hause, nur dass unser Kühlschrank viel kälter ist und wir dort sehr, sehr wertvolle Proben aufbewahren. Wenn der also kaputt geht oder ausfällt, haben Sie Stunden Zeit, etwas gegen den Gefrierschrank zu unternehmen.“ . Mit einem Flüssigstickstoff-Gefrierschrank haben Sie aufgrund seiner Funktionsweise Tage.“

Während die Beamten keine Dollarschätzung für die jährlichen Betriebskosten hatten, sagte Clavijo, dass 10 bis 15 % der Baukosten der internationale Standard für den Betrieb eines High-Containment-Labors seien.