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Peter Meier-Abt studierte Medizin an den Universitäten Fribourg und Basel. 1974 legte er das Staatsexamen ab und promovierte mit der Dissertation «Ultrastrukturell-morphometrische Veränderungen der Leberparenchymzelle der Ratte bei experimentellem chronisch urämischen Syndrom» zum Dr. med. Seine Weiterbildung zum Facharzt für Innere Medizin sowie für Klinische Pharmakologie und Toxikologie absolvierte er in Basel, Zürich und in den USA. 1984 übernahm er die Leitung der Abteilung für Klinische Pharmakologie und Toxikologie am Universitätsspital Zürich. 1986 habilitierte er sich mit einer Studie zum Thema «Mechanismen der biliären Sekretion in der Rattenleber» für das Gebiet Innere Medizin, speziell Klinische Pharmakologie. Auf das Sommersemester 1992 wurde er zum Ordinarius ad personam für Klinische Pharmakologie und Toxikologie an der UZH ernannt. 2005 wechselte er als Vizerektor an die Universität Basel.
Im Zentrum der Forschung von Peter Meier-Abt stand die Leber. Er identifizierte und klonierte zusammen mit seinen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in Zürich eine Reihe von Proteinen, die Gallensäure, Arzneimittel und andere kleine Moleküle zwischen Leberzellen und Galle transportieren. Dadurch lieferte er die Voraussetzung für die Aufklärung von angeborenen Stoffwechselerkrankungen, bei denen der Transport von Gallensäuren und anderen Lipiden aus dem Organismus in die Leber und schliesslich in die Galle gestört sind. Ausserdem konnte seine Arbeitsgruppe zeigen, dass diese Transportsysteme in vielen Bereichen des Körpers, wie zum Beispiel in der Blut-Hirnschranke, vorkommen und dort eine wichtige Rolle im Arzneimitteltransport spielen.
Diese Arbeiten waren auch von grosser Bedeutung für das Verständnis von Arzneimittelinteraktionen und -nebenwirkungen. Peter Meier-Abt und sein Team führten wichtige klinische Studien durch, in denen sie neue Arzneimittelinteraktionen entdeckten. Interessanterweise waren darunter auch Interaktionen von Arzneimitteln mit bestimmten Lebensmitteln (beispielsweise Grapefruitsaft) und pflanzlichen Arzneimitteln (etwa Johanniskraut), die zu Unter- oder Überdosierungen von Medikamenten und damit auch Mangel- beziehungsweise Nebenwirkungen führen können. Für seine exzellente Forschung wurde er mit verschiedenen Auszeichnungen bedacht, etwa dem Götz-Preis (1990) und dem Cloëtta-Preis (1991
Neben seiner wissenschaftlichen und klinischen Arbeit machte sich Peter Meier-Abt auch um den Forschungsstandort Zürich und Schweiz verdient. So war 1988 bis 2007 Mitglied der Ethikkommission des Kanton Zürichs. Am Universitätsspital Zürich baute er das Zentrum für Klinische Forschung auf. Er wirkte in der Krebsliga Zürich mit und leitete von 1989 bis 2003 das Schweizer Toxikologische Informationszentrum. Von 2000 bis 2002 war er Vizepräsident und von 2003 bis 2004 Präsident der Abteilung Biologie und Medizin des Schweizerischen Nationalfonds. 2011 bis 2016 war er Präsident der Schweizerischen Akademie der Medizinischen Wissenschaft und eine treibende Kraft hinter dem Swiss Personalized Health Network (SPHN).