Das Leibniz-Institut "Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ) GmbH" ist eines der weltweit größten Bioressourcenzentren. Dessen Arbeitsgruppe Tumorbiologie der Abteilung Menschliche und Tierische Zellkulturen des DSMZ unter der Leitung von Dr. Sonja Eberth hat vier häufig genutzte menschliche Krebszelllinien (HELA, HL-60, K-562, JIMT-1) an verschiedene tierkomponentenfreie Medien angepasst. Als Ersatz für das seit langem aus wissenschaftlichen und tierethischen gründen umstrittene fötale Kälberserum dienen nun humanes Plättchenlysat, aber auch verschiedene vollständig chemisch definierte Medien. 

Weltweit arbeiten noch immer Millionen von Labors zur Anzucht oder Kultivierung ihrer Zellen mit fötalem Kälberserum. Auch wenn sie Zellen kaufen, werden die in den meisten Fällen noch mit FKS geliefert. Die Produktion von FKS ist jedoch mit extremem Tierleid verbunden. FKS wird hauptsächlich in Ländern gewonnen, in denen die Rinderzucht intensiv betrieben wird wie in Brasilien, Argentinien, oder z.B. Südafrika. In vielen Fällen kommen die Kühe trächtig beim Schlachthof an, wo das Muttertier durch Bolzenschuss betäubt und - oft hängend an einem Bein - durch Entbluten getötet wird. Bevor der Fötus stirbt, wird eine dicke Nadel ohne Betäubung durch die Rippen in das noch schlagende Herz des Kälberfötus gestochen und pro Tier rund ein halber Liter Blut abgezapft. Vollblut besteht zu 45 % aus Blutzellen und zu 55 % aus Plasma. Dieses Plasma setzt sich aus Gerinnungsfaktoren und dem sogenannten Serum zusammen. Entfernt man durch Zentrifugation die Zellen und durch Fällung die Gerinnungsfaktoren aus dem Blut, dann gewinnt man den Stoff, der u.a. eine wichtige Funktion in der Zellkultur spielt – das Serum. ⁽¹⁾ So wird FKS gewonnen. 

FKS ist jedoch eine Mischung undefinierter und schwankender Zusammensetzung von , weshalb die FKS-Produktion großen Qualitätsschwankungen unterliegt, die maßgeblich die Reproduzierbarkeit von Experimenten mit Zellkulturen beeinträchtigen können. Probleme durch Chargen-, geografische und saisonale Variationen sowie interspezifische Unterschiede zwischen den Labors im Umgang mit dem FKS hat die europäische Validierungsbehörde EURL-ECVAM bereits 2008 ermittelt und benannt. Das Serum kann z.B. den Entzündungsbotenstoff TNFß1 unterdrücken und so z.B. im Bereich der immunologischen Forschung zu falschen Ergebnissen führen. ⁽²⁾

Originalpublikation: Koelz, A. L., Pommerenke, C., Woitschewski, P., Merkhoffer, Y., Dirks, W. G., & Eberth, S. (2026). Multiparametric evaluation of different FBS-free replacement media for widely used human cancer cell lines. ALTEX - Alternatives to Animal Experimentation. https://doi.org/10.14573/altex.2512111

Quelle und weitere Informationen:
https://www.dsmz.de/press/press-releases/singleview/weniger-tierleid-in-der-krebsforschung-durch-fks-freie-zellkulturmodelle

Zusätzliche Informationen zum Thema fötales Kälberserum und dessen Ersatz und der Rolle von Blutplättchen:
(1) https://www.invitrojobs.com/index.php/de/forschung-methoden/arbeitsgruppe-im-portrait/item/1763-arbeitsgruppe-im-portrait-molekulare-physiologie-der-niere-der-medizinischen-universitaet-innsbruck
(2) https://www.invitrojobs.com/index.php/de/neuigkeiten/news-archiv/item/2250-workshopbericht-serum-freie-medien-sind-besser-als-foetales-kaelberserum