Zellbiologie Doping in der Petrischale

Illustration: Stefan Dimitrov

Ein Skandal um das Blutserum von ungeborenen Kälbern könnte zahlreiche Forschungsarbeiten wertlos machen. Händler sollen mit Wachstumshormonen getrickst haben.

Von Christina Berndt und Uwe Ritzer

Es ist eine bizarre Zusammenkunft von moderner Forschung und der Kraft der Natur: Jedes Jahr beschaffen Pharma- und Forschungslabore das Blutserum einer halben Million ungeborener Kälber, um dessen wachstumsfördernde Wirkung auf Zellen zu nutzen. Um diesen Lebenssaft hat sich jüngst bereits ein Skandal entsponnen: Kälberserum soll in großem Stil gepanscht worden sein, mit unabsehbaren Folgen für Forschungsresultate sowie die damit hergestellten Medikamente und Impfstoffe (die SZ berichtete).

Nun gibt es einen neuen Verdacht: Demnach könnten die Panschereien noch schwerwiegender sein als bisher angenommen. Fötales Kälberserum (FKS) sei nicht nur mit Seren unbekannter Herkunft zusammengerührt und gestreckt worden, glaubt Ole Nielsen, der Geschäftsführer des französischen Serumherstellers Biowest. Wahrscheinlich sei, dass das Serum mit Wachstumsfaktoren versetzt worden ist, damit sich die damit gezüchteten Zellen noch stärker vermehren. So schreibt es Nielsen in einem Brief an das in Deutschland zuständige Paul-Ehrlich-Institut (PEI), welcher der SZ vorliegt.

Das Problem dieser Manipulation: Viele Laborversuche hängen von sogenannten Zellkulturen ab, also Zellen, die wachsen und sich vermehren. Dafür brauchen die Kulturen einen besonderen Mix aus Stoffen, unter anderem wird ihnen natürliches Serum als Wachstumshilfe zugefügt. Künstlich beigemengte Faktoren entfaltenjedoch eine wachstumsfördernde Kraft, die weit über die des natürlichen Serums hinausgeht. Eine solche Zugabe verfälscht deshalb die Ergebnisse der Forschung, und außerdem die Produktion von Impfstoffen gegen Mumps und Masern und modernen Medikamenten, etwa gegen Krebs. "Ergebnisse aus solchen Versuchen dürfen wissenschaftlich auf keinen Fall verwendet werden", sagt der Zellbiologe Toni Lindl vom Institut für Angewandte Zellkultur in München. "Es ist unabsehbar, wie die Zellen darauf reagieren."

Ein Zusatz von Hormonen fördert nicht nur das Wachstum der Zellen, sondern auch den Verkauf

Die Hinweise auf eine künstliche Zugabe von Wachstumsfaktoren entstammen den Ermittlungsakten des Pansch-Skandals. Wegen der gestreckten Seren ermitteln derzeit Strafverfolgungsbehörden in Deutschland und Frankreich. Mehr als 110 000 Liter fragwürdige FKS sollen demnach von der französischen Firma D.A.P. gehandelt worden sein, ein hoher Anteil davon in Deutschland. In diesen Akten gebe es alarmierende Indizien für die Manipulation mit Wachstumsfaktoren, warnt Biowest-Geschäftsführer Nielsen. Dem von D.A.P. vertriebenen Serum seien betriebsinternen Tabellen zufolge "etwa 3 Prozent einer unbekannten Substanz" beigemengt worden. Es ergebe jedoch keinen Sinn, dem Kälberserum kleine Mengen anderer Seren beizumengen, kommentiert Nielsen: "Es drängt sich vielmehr der Verdacht auf, dass es sich bei der unbekannten Substanz um Wachstumsförderer handelt." Auch während des Skandals um gepanschtes Serum des österreichischen Herstellers PAA seien vermutlich Wachstumsförderer beigemengt worden.

Der Einsatz solcher Substanzen könnte tatsächlich nicht nur wachstums-, sondern auch verkaufsfördernd sein. Weil FKS ein natürliches Produkt ist, das sich je nach Herkunftsland, Jahreszeit, Gewinnungsmethode und Ernährungszustand der Rinder und ihrer Föten in seiner Qualität unterscheidet, kaufen Forschungslaboratorien eine neue Charge meist erst, nachdem sie Proben verschiedener Lieferanten an Zellen getestet haben. "Die nicht deklarierte Beimischung von Wachstumsförderern ist daher eine zwar illegale, aber verführerische Methode, um bei dieser Testserie als der vermeintlich beste Anbieter ausgewählt zu werden", schreibt Nielsen.

Das PEI betont, dass es sich bei der Einschätzung Nielsens um Spekulation handle. Man habe das Schreiben aus Frankreich aber an die zuständigen Ermittlungsbehörden weitergeleitet. Zur Validität von Forschungsergebnissen, die mit manipuliertem Serum gewonnen wurden, könne "man keine allgemeine Aussage treffen". Die Behörde schätzt außerdem "das Gesundheitsrisiko durch FKS als sehr gering" ein. Pharmafirmen würden das von ihnen verwendete Produkt schließlich sehr genau prüfen. Allerdings haben solche Tests schon in der Vergangenheit keine Betrügereien offengelegt: Frühere Skandale um gepanschtes Kälberserum wurden stets durch die Hersteller selbst oder ihre Konkurrenten angezeigt. In keinem einzigen Fall fiel die Problematik den Nutzern des Serums auf, also den Pharmafirmen oder Forschungslaboren.

Der neue Verdacht ist für Kritiker ein Anlass mehr, nach Serumalternativen zu fahnden, die auch die grausam anmutende Beschaffung überflüssig machen würden: Das Blut für das Serum wird dem unbetäubten Fötus mit einer Nadel direkt aus dem Herzen entnommen. "Mit unseren ethischen Maßstäben und dem Verständnis von Tierschutz ist diese Praxis sicher nicht kompatibel", sagt Friedrich Ostendorff, agrarpolitischer Sprecher von Bündnis 90/Die Grünen im Bundestag. Er fordert das Gesundheits- und das Landwirtschaftsministerium auf, "sich schnell des Themas fötales Kälberserum anzunehmen und zu erklären, welche Erkenntnisse bereits vorliegen." Ostendorff plant dazu eine Kleine Anfrage im Parlament. Die Behörden, glaubt der Politiker, wüssten zu wenig und würden sich auch zu wenig kümmern.

Einige Forscher glauben, sie könnten das Kälberserum ersetzen - durch Menschenblut

Aus Sicht der Organisation Ärzte gegen Tierversuche ist die Gewinnung von FKS "weder ethisch noch wissenschaftlich zu rechtfertigen". Das Angebot an tierleidfreien Nährmedien sei riesig, sagt eine Sprecherin. Es gebe bereits "einige Hundert Nährmedien aus Salzen, Aminosäuren, Zucker, Vitaminen und Pflanzenstoffen für eine Vielzahl von Zelllinien, die kommerziell angeboten werden". Die Organisation fordert Wissenschaftler auf, FKS durch diese Medien zu ersetzen.

Ganz so simpel ist es zwar nicht. Doch es gibt Forscher, die Alternativen für möglich halten: Der Zellbiologe Gerhard Gstraunthaler von der Medizinischen Universität Innsbruck weist darauf hin, dass auch menschliches Blut Stoffe enthält, mit deren Hilfe Zellkulturen im Labor gedeihen. Zum Beispiel lassen sich Zubereitungen aus menschlichen Blutplättchen, sogenannten Thrombozyten, verwenden. Sie stammen aus Blutspenden. In Labors haben Bestandteile von Thrombozyten bereits wachstumsfördernde Fähigkeiten offenbart. So kommen Thrombozyten in der Forschung mit empfindlichen Stammzellen zum Einsatz. Kälberserum ist in diesen Kulturen tabu, schließlich dürfen Zellen, die bei Patienten eingesetzt werden sollen, nicht mit Kuh-Eiweiß verunreinigt sein. Sie würden sonst als fremd erkannt und vom Immunsystem abgestoßen.

Bisher werden für die Kultur von Stammzellen daher oft Lysate der Thrombozyten verwendet. Sie enthalten neben Serum- und Plasmabestandteilen aber jede Menge andere störende Stoffe. In München und Innsbruck haben Forscher deshalb serumfreie Extrakte aus Thrombozyten hergestellt. Durch mehrere Gefrier- und Zentrifugierschritte finden sich in den Extrakten nur noch die nötigen Faktoren. Die Thrombozyten-Extrakte seien an diversen menschlichen Zellen getestet worden, sagt Gerhard Gstraunthaler - solchen aus Nieren, Knorpeln und der Augenhornhaut ebenso wie von Leukämie-Patienten: "Alle Zellen ließen sich mit Hilfe der Thrombozyten-Extrakte ganz ohne FKS kultivieren." Stammzellen aus abgesaugtem Fettgewebe von Erwachsenen blieben in Gegenwart der Thrombozyten-Extrakte nicht nur teilungsfähig, sie entwickelten sich auch in verschiedene Zelltypen weiter.

Stammzellforscher zeigen sich interessiert: "Die bisherigen Thrombozyten-Lysate sind eine gute Alternative zum Kälberserum", sagt Hubert Schrezenmeier, Leiter des Instituts für Transfusionsmedizin am Universitätsklinikum Ulm und Experte für mesenchymale Stammzellen. "Aber eigentlich bräuchten wir serumfreie Medien." Schrezenmeier wünscht sich "ein möglichst exakt definiertes Medium, in dem alle Komponenten enthalten sind, die für das Wachstum von Zellen benötigt werden. Aber eben auch nicht mehr."