Serumfrei
So positiv der Fortschritt bei der Entwicklung von Zellkulturen für die Entwicklung von Alternativmethoden war, so schnell tauchte ein grosses Problem auf. Für das Wachstum und die Erhaltung der Zellen in Kultur war der Zusatz von sogenanntem fötalem Kälberserum (FBS oder FCS) unbedingt notwendig, und gerade durch den verstärkten Einsatz von Zellkultur als Ersatzmethode zum Tierversuch stieg der Bedarf sprunghaft an.
Die Gewinnung von fötalem Kälberserum ist höchstgradig tierschutzrelevant: am ungeborenen lebenden und, je nach Entwicklungsstadium auch empfindungsfähigen Tier wird das Herz punktiert und bis zum Eintritt des Herzstillstandes Blut entzogen, aus dem dann das Serum gewonnen wird. Am schlagenden Herzen und damit am lebenden Tier, weil dann die „Ausbeute“ höher ist, und am Ungeborenen deshalb, weil sein Blut besonders viele Wachstumsfaktoren für Zellen enthält, die auch der Zellkultur zugute kommen. Dies alles ohne Schmerzausschaltung. Damit war die Zielsetzung der Alternativmethoden- Einsparung von Versuchstieren und verbesserter Tierschutz- in Gefahr. Denn den jährlichen Bedarf an Serum schätzte Hodgson 1995 auf eine halbe Million Liter; eine Million ungeborener Kälber (Hodgson, J. in BioTechnology 13, 333). Seither ist der Bedarf eher weiter angestiegen.
Darüber hinaus ist dieses Material nicht nur problematisch was den Tierschutz angeht, sondern auch wissenschaftlich fragwürdig: da jedes Kalb unterschiedlich ist (und die Entnahme an Föten unterschiedlicher Entwicklungsstadien erfolgt) fällt natürlich auch das Serum von Herstellungseinheit zu Herstellungseinheit anders aus- das heisst, der Forscher weiss nie ganz genau womit er eigentlich arbeitet. Ein und dieselbe Zellkultur kann damit in verschiedenen Labors ganz unterschiedlich sein- kaum grossartige Voraussetzungen für den flächendeckenden Einsatz einer Ersatzmethode.
Darüber hinaus stellte sich früh die Frage, wie viele fragwürdige Produzenten und Händler sich auf dem Markt tummeln und unter welchen Umständen das Serum eigentlich gewonnen und vermarktet wird (Jochems, C. A. E., Dissertation 1997). Auch diese Unwägbarkeiten sollten ja mit Ersatzmethoden überwunden und grössere Verlässlichkeit und Einheitlichkeit als im Tierversuch angestrebt werden. In dem Masse, in dem Zellen auch zu therapeutischen Zwecken gezüchtet und eingesetzt werden (z.B. Knorpelzellen zum Einsetzen ins Kniegelenk) wurde es spätestens in Zeiten von BSE endgültig unmöglich, Materialien aus Rindern zu verwenden. So entstand das „Projekt Serumfrei.“
Der FFVFF trat an den Forscher René Fischer an der ETH Zürich heran, der sofort bereit war, sich systematisch an die Entwicklung serumfreier Zellkulturen zu begeben und förderte das Projekt drei Jahre lang zusammen mit der Ligue suisse contre la Vivisection und dem Zürcher Tierschutz . Schnell stellte sich heraus, dass man synthetische Medien jeweils speziell abgestimmt auf die betreffende Zellart und die jeweiligen wissenschaftlichen Fragestellungen entwickeln musste; ein „Universalmedium“ würde es nicht geben. Im Laufe des Projektes adaptierten Fischer und sein Team zahlreiche Zellen an serumfreie Medien.
Vom 5. – 7. April 2003 fand in Utrecht ein Workshop mit dem Titel: "Towards better in vitro Methods: The replacement of fetal bovine serum" in Utrecht statt. Die Teilnehmer waren Experten im Bereich Schmerzempfinden (auch und gerade beim Fötus) bzw. hatten Erfahrungen in der serumfreien Kultivierung von Zellen. Auf dem Workshop wurden die ethischen und tierschützerischen Aspekte der Entblutung von ungeborenen Kälbern diskutiert und die Fortschritte bei der Entwicklung synthetischer Medien zum teilweisen oder vollständigen Serumersatz vorgestellt. Als problematisch wurde in vielen Fällen das Firmengeheimnis angesehen, so dass die Zusammensetzung vieler Medien mit Potential zum Ersatz des Kälberserums nicht bekannt ist.
Die Arbeiten an der ETH fanden gemeinsam mit der privaten Biotechfirma Cellculture Technologies statt, die sich auf die Entwicklung von Zellkultursystemen spezialisiert hat, die in Medien gedeihen, die keine tierlichen Komponenten enthalten.
Mit Unterstützung der Stiftung 3R entstand dann die Datenbank http://www.sefrec.com/, die seit April 2006 online ist; ein weiterer Meilenstein. Diese Datenbank enthält alle frei zugänglichen Zellinien, die an serum- oder proteinfreie Medien angepasst werden konnten, und enthält alle relevanten Informationen. Hier kann sich der Forscher informieren, welche serumfreien Medien sich für seine spezielle Zelle und für seine Fragestellungen eignen. Alles in allem hat die gemeinsame Anstrengung den Ersatz von Kälberserum mit anderen Medien einen sehr grossen Schritt vorangebracht.
