Weniger Tierleid in der Krebsforschung durch FKS-freie Zellkulturmodelle

Menschliche Krebszelllinien sind seit Jahrzehnten unverzichtbare Modelle für die Krebsforschung und ersetzen bereits eine Vielzahl an Tierversuchen. Dabei wird leicht übersehen, dass für die Kultivierung der Krebszellen im Labor bis heute in der Regel fötales Kälberserum (FKS) zum Einsatz kommt. FKS kann zwar das Wachstum der meisten Zelltypen fördern, ist ethisch jedoch problematisch, da seine Herstellung mit Tierleid verbunden ist.

Zusätzlich ist die Verwendung von FKS mit einer Reihe von wissenschaftlichen Nachteilen (beispielsweise der Problematik der Reproduzierbarkeit) verbunden. Darum liegt die Zukunft der Zellkultur in FKS-freien Medien.

Vier häufig genutzte menschliche Krebszelllinien angepasst

Um den Wechsel zu einer FKS-freien Zellkultur voran zu treiben, hat die Arbeitsgruppe von Dr. Sonja Eberth vier häufig genutzte menschliche Krebszelllinien (HELA, HL-60, K-562, JIMT-1) an verschiedene tierkomponentenfreie Medien angepasst. Eberth leitet die Arbeitsgruppe Tumorbiologie der Abteilung Menschliche und Tierische Zellkulturen am Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH.

Als Ersatz für das problematische Kälberserum kamen humanes Plättchenlysat, aber auch verschiedene vollständig chemisch definierte Medien zum Einsatz. Mittels umfassender makroskopischer und molekularer Charakterisierung konnten die Forschenden zeigen, dass die für die Krebserkrankungen charakteristischen Merkmale in den FKS-freien Zellkulturen erhalten geblieben sind. In geeigneten Alternativmedien sind die Zelllinien folglich ebenso gut für die Forschung einsetzbar wie die FKS-haltigen Kulturen. Die Ergebnisse sind kürzlich in der Fachzeitschrift „Alternatives to Animal Experimentation“ erschienen.

FKS-freie Zelllinien im DSMZ-Portfolio

Um als erste Zelllinienbank nachhaltig den Wechsel zu einer FKS-freien und gleichzeitig reproduzierbareren Zellkultur zu fördern, werden die erfolgreich adaptierten und charakterisierten Krebszelllinien jetzt auch über den Katalog der DSMZ der weltweiten wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung gestellt. Die erste Zelllinie aus dieser Reihe ist die Leukämiezelllinie HL-60, die an ein vollständig chemisch definiertes Medium adaptiert wurde https://www.dsmz.de/collection/catalogue/details/culture/ACC-11010).

„Somit müssen von einzelnen Arbeitsgruppen nicht mehr Zeit und Geld in die Hand genommen werden, um eine Krebszelllinie auf ein FKS-freies Medium umzustellen und zu charakterisieren. Da die von uns adaptierten Zellen und ihre molekularen Daten verfügbar sind, kann datenbasiert entschieden werden, ob sich auch die FKS-freie Kultur für das jeweilige Forschungsprojekt eignet“, so Dr. Sonja Eberth.

Hintergrund: Herstellung von fötalem Kälberserum

Die Produktion von FKS ist mit Tierleid verbunden. Das Blut wird den Föten ohne Betäubung durch Herzpunktion entnommen, wenn trächtige Rinder zum Schlachthof kommen. Zudem ist FKS eine Mischung von undefinierter und schwankender Zusammensetzung. Darum unterliegt die FKS-Produktion großen Qualitätsschwankungen, die maßgeblich die Reproduzierbarkeit von Experimenten mit Zellkulturen beeinträchtigen können. Da die Alternativmedien nicht universell einsetzbar sind, muss deren Eignung für jede einzelne Zelllinie getestet werden. Dies stellt eine große praktische Hürde für den Wechsel zu FKS-freier Zellkultur dar.