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SeamlessBio – Lösungen nach Anwendungsbereich

iPS-Zellen und Stammzellkulturen – Leitfaden zur Auswahl serumfreier und xeno-freier Medien

iPS-Zellen und embryonale Stammzellen (ES-Zellen) bilden die Grundlage für die Modellierung von Krankheiten, das Wirkstoffscreening und die Herstellung von Zelltherapien. Die iPS-Technologie verschmilzt zunehmend mit CAR-T und der Gentherapie – aus iPS-Zellen gewonnene CAR-T-Zellen ermöglichen eine allogene Zelltherapie „von der Stange“ im industriellen Maßstab. Jedes Stammzellprogramm erfordert sorgfältig ausgewählte serumhaltige oder serumfreie Zusatzstoffe – eine falsche Qualität beeinträchtigt die Pluripotenz, führt zu xenogener Kontamination oder verhindert die gezielte Differenzierung.

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Grundprinzip – Serum in der Stammzellkultur: „FBS ES Cell Pre-Tested“ ist die einzige geeignete FBS-Qualitätsstufe für die Kultivierung von ES-Zellen und iPS-Zellen. Standard-FBS-Chargen enthalten nicht definierte Faktoren – insbesondere BMP-Signalaktivatoren –, die eine spontane Differenzierung auslösen. „ES Cell Pre-Tested“-Chargen werden einzeln auf ihre Fähigkeit hin untersucht, Pluripotenzmarker (Oct4, Sox2, Nanog) sowie eine kompakte Koloniemorphologie aufrechtzuerhalten. Für die Herstellung von iPS-Zellen der GMP-Qualität sind xenofreie, serumfreie Bedingungen mit rHSA-Supplementierung der regulatorische Standard.

FBS ES-Zelle, vorab getestet

Lot-Screening auf Oct4-, Sox2- und Nanog-Expression sowie eine spontane Differenzierungsrate von <5% pro Passage. Der einzige geeignete FBS-Grad für die feederabhängige Kultivierung von ESC/iPSC.

Spenderpferdeserum (DHS)

Standardzusatz für hämatopoetische CFU-Assays (CFU-GM, BFU-E) in Methylcellulose-Medium. Bietet eine einzigartige Zusammensetzung aus Lipiden und Wachstumsfaktoren, die FBS für die Expansion myeloider/erythroider Vorläuferzellen nicht nachbilden kann.

rHSA Premium-Qualität – Xeno-frei

Rekombinantes HSA für xeno-freie Protokolle und GMP für iPSC-Protokolle – definiertes Albumin ohne Spendervariabilität. Für chemisch definierte Erhaltungsmedien (mTeSR, E8), Kryokonservierung und iPSC-CAR-T-Expansion.

Humanes Serum AB OTC männlich — iPSC-CAR-T

Aus iPS-Zellen gewonnene T-Zell-Produkte erfordern menschliches Serum für die abschließende T-Zell-Vermehrung und -Aktivierung – es gelten dieselben Anforderungen gemäß EMA/410/01 wie bei der Herstellung von primären CAR-T-Produkten. Blutgruppe AB, männliche Spender, aus dem Gerinnsel gewonnen.

Warum das Standardverfahren FBS bei der iPSC-Kultur versagt

Standard FBS enthält nicht näher definierte bioaktive Komponenten – insbesondere knochenmorphogenetische Proteine (BMPs), Activin und andere Mitglieder der TGF-β-Superfamilie –, die Differenzierungssignale in pluripotenten Stammzellen aktivieren. Chargenabweichungen bei diesen Faktoren führen dazu, dass einige Chargen des Standards FBS für die Erhaltung von ESC/iPSC völlig ungeeignet sind und innerhalb von 1–2 Passagen eine schnelle spontane Differenzierung verursachen.

Die vorab getesteten Chargen der FBS-ES-Zellen werden vor der Freigabe einzeln in einer ESC-Kultur untersucht. Zu den Screening-Kriterien gehören: Aufrechterhaltung der Expression von Oct4, Sox2, Nanog und SSEA-4 nach 5–7 Tagen Kultur; kompakte, kuppelförmige Koloniemorphologie; spontane Differenzierungsrate von <5% Zellen pro Passage; sowie Aufrechterhaltung eines normalen Karyotyps über mindestens 10 Passagen.

Bei modernen, feederzellenfreien Protokollen (mTeSR1, E8) wird Serum vollständig vermieden – es wird durch chemisch definierte Wachstumsfaktoren (FGF2, TGF-β1, Insulin, Transferrin, Ascorbinsäure) ersetzt. In diesen Systemen dient rHSA als Albumin-Träger für Lipide und zur Stabilisierung der Wachstumsfaktoren und ersetzt Rinderalbumin durch eine definierte, chargenkonsistente, tierfreie Alternative.

Sammelreservierung für iPSC-Programme: Programme zur iPSC-Reprogrammierung und Langzeitkultivierung können 12–36 Monate dauern. Ein Wechsel der Serumcharge während des Programms kann die Kulturbedingungen so stark verändern, dass sich die Karyotypstabilität und der epigenetische Zustand verändern. SeamlessBio hält vorab getestete FBS-ES-Zell-Chargen bis zu 12 Monate lang vor – und gewährleistet so die Konsistenz von der anfänglichen Reprogrammierung bis hin zum gesamten Arbeitsablauf der iPSC-Charakterisierung und -Einlagerung.

Produktempfehlungen

FBS ES-Zelle, vorab getestet — Feeder-abhängige Erhaltung von ESC/iPSC
Spenderpferdeserum (DHS) — CFU-GM-, BFU-E-Hämatopoese-Assays
rHSA Premium-Qualität — GMP xenofreie Wartung und Kryokonservierung
rHSA Economy-Klasse — serumfreie Medien im Forschungsmaßstab
Humanes Serum AB OTC, männlich — iPSC-CAR-T T-Zell-Expansion
Lysat aus menschlichen Blutplättchen (hPL) — xeno-freie MSC-Vermehrung

Serumanforderungen je nach Anwendung der Stammzellen

Anwendung	Produktempfehlung	Warum
Haltung von ESC- und iPSC-Zellen auf Feederzellen	FBS ES-Zelle, vorab getestet — 15–20% in DMEM/F12 oder KnockOut-DMEM	Auf die Expression von Oct4, Sox2 und Nanog lot-weise getestet. Spontane Differenzierung <5% pro Passage. Koloniemorphologie validiert.
Vorbereitung der MEF-Feederzellen	FBS ES-Zelle, vorab getestet — 10% für die MEF-Erweiterung	Eine gleichbleibende Qualität der Zellkulturen setzt ein gleichbleibendes FBS voraus – „ES Cell Pre-Tested“ gewährleistet die Reproduzierbarkeit der MEF-Morphologie und der Stützfunktion.
iPSC-Kultur ohne Feederzellen (mTeSR, E8)	Serumfreies definiertes Medium + rHSA Premium falls erforderlich	Chemisch definierte Protokolle verzichten vollständig auf Serum. rHSA liefert Albumin ohne Spendervariabilität für xeno-freie Systeme.
Bildung von Embryoidkörpern (EB)	FBS ES-Zelle, vorab getestet — 20% in IMDM oder DMEM	Für die Bildung von EBs ist Serum erforderlich, damit eine spontane Differenzierung in verschiedene Zelllinien stattfinden kann. „ES Cell Pre-Tested“ bietet definierte Ausgangsbedingungen.
Hämatopoetische Differenzierung	Spenderpferdeserum (DHS) — 15–30% in Methylcellulose	DHS wird in den MethoCult-Protokollen von StemCell Technologies für die Koloniebildung von CFU-GM und BFU-E angegeben. FBS bietet keine gleichwertige Unterstützung für myeloide/erythroide Zellen.
Neuronale Differenzierung	Serumfrei (N2/B27) ± rHSA als Proteinstabilisator	Serum fördert die Differenzierung von Astrozyten und hemmt die neuronale Spezialisierung – neuronale Protokolle sind zwangsläufig serumfrei.
Kardiale Differenzierung (Kardiomyozyten)	FBS ES-Zelle, vorab getestet — 20% im frühen EB-Stadium; serumfrei ab Tag 5	Das CHIR99021/Wnt-Aktivierungsprotokoll erfordert in der frühen Phase definiertes Serum. Ab Tag 5 serumfrei für die Differenzierung zu Kardiomyozyten.
Herstellung von iPSC-CAR-T	Humanes Serum AB, männlich, rezeptfrei zur T-Zell-Vermehrung	Aus iPS-Zellen gewonnene T-Zellen benötigen für die abschließende Vermehrung menschliches Serum – es gelten dieselben Anforderungen gemäß EMA/410/01 wie bei der Herstellung von primären CAR-T-Zellen.
Herstellung von GMP-iPS-Zellen	Xeno-frei, serumfrei + rHSA Premium-Qualität	Regulierungsstandard für iPS-Zellen in klinischer Qualität – keine tierischen Bestandteile. rHSA sorgt für eine definierte Albumin-Zugabe.

FBS ES Cell „Pre-Tested“ im Vergleich zum Standard-FBS – Was sind die Unterschiede?

Parameter	Standard FBS	FBS ES-Zelle, vorab getestet
Prüfung der Pluripotenz	Nicht getestet	✅ Oct4-, Sox2- und Nanog-Expression pro Charge validiert
Spontane Differenzierungsrate	Variabel – kann >20% pro Durchgang betragen	✅ ≤5% pro Durchgang — Chargenspezifikation
Koloniemorphologie	Nicht bewertet	✅ Kompakte, kuppelförmige Koloniemorphologie bestätigt
Wachstumsfaktorprofil	Nicht definiert – variiert von Charge zu Charge	Lot-selektiert zur Unterstützung der LIF-unabhängigen Pluripotenz
Endotoxin	Variable – kann zur Differenzierung beitragen	Geringer Endotoxingehalt – LPS aktiviert den BMP-/Differenzierungs-Signalweg
Sammelreservierung	Standard	✅ Verlängerte Reservierung – mehrjährige iPSC-Programme
Dokumentation	CoA-Standard	✅ Pluripotenz-Prüfbericht + CoA + Chargendaten pro Charge

Spender-Pferdeserum (DHS) für hämatopoetische Assays

Spenderpferdeserum, das im Rahmen regelmäßiger Spenden (nicht durch Terminalbleed) von erwachsenen Pferden gewonnen wird, ist das Standardzusatzmittel für Assays zur Bestimmung hämatopoetischer koloniebildender Einheiten (CFU) und für Protokolle zur myeloischen Differenzierung. DHS verfügt über eine einzigartige Zusammensetzung aus Wachstumsfaktoren und Lipiden, die die Vermehrung erythroider und myeloider Vorläuferzellen auf eine Weise unterstützt, die FBS nicht nachbilden kann – es wird in den veröffentlichten Protokollen von StemCell Technologies MethoCult ausdrücklich genannt.

Anwendung	Schwerpunkt DHS	Protokollvermerk
CFU-GM-Test (myeloide Vorläuferzellen)	15–30% in Methylcellulose-Medium	Standardprotokoll von StemCell Technologies für MethoCult – DHS als Serumquelle für die Bildung myeloider Kolonien angegeben
BFU-E-Test (erythroide Vorläuferzellen)	15–30% in Methylcellulose	Erythropoietin-stimulierte BFU-E-Koloniebildung – DHS liefert Lipidfaktoren für die Hämoglobinsynthese in erythroiden Vorläuferzellen
Hämatopoetische Differenzierung von iPS-Zellen	10–20% in Differenzierungsmedium	Stadiumspezifische Nutzung während der myeloischen Spezifizierung aus iPSC-abgeleitetem hämogenem Endothel
Unterstützung durch Knochenmarkstromazellen	10–15% in Stroma-Kulturmedium	MSC und Stromazell-Erhaltung für Co-Kultursysteme zur Unterstützung der Hämatopoese

rHSA für Xeno-Free- und GMP-Stammzellen-Protokolle

Rekombinantes Human-Serumalbumin (rHSA) ist der unverzichtbare Proteinzusatz für xeno-freie und chemisch definierte Stammzellkultursysteme – es ersetzt tierisches Albumin durch eine definierte, chargenkonsistente Alternative. SeamlessBio bietet rHSA in drei Qualitäten an: Premium (aus Reis gewonnen, höchste Reinheit, GMP-Qualität), Economy (aus Hefe gewonnen, für Forschungszwecke) und CHO-Expressed (Glykosylierungsprofil von Säugetieren).

Anwendung	rHSA-Klasse	Konzentration	Funktion
Xeno-freies iPSC-Erhaltungsmedium	Premium oder Wirtschaft	0,5–2 mg/ml	Albumin als Trägerstoff für Lipide und Fettsäuren – ersetzt Rinderalbumin in definierten Medien ohne Schwankungen hinsichtlich der Spender
GMP – Kryokonservierung von iPS-Zellen	Premium-Qualität	4–10% in Kryokonservierungsmedium	Protein-Kryoprotektivum – ersetzt FBS in xeno-freien Einfrierprotokollen mit definierter Zusammensetzung
Zugabe eines Nährstoffzusatzes ohne Feeder-Zellen	Wirtschaft (Forschung) oder Premium (GMP)	0,1–1 mg/ml	Stabilisiert Wachstumsfaktoren und schützt die Zellen vor oxidativem Stress – keine Wachstumsfaktoren aus Serum oder nicht definierte Bestandteile
Serumfreie Vermehrung von iPSC-CAR-T	Premium-Qualität	2–5 mg/ml	Albumin-Zusatz in serumfreiem T-Zell-Expansionsmedium für aus iPS-Zellen gewonnene CAR-T-Produkte in klinischer Qualität
Medien zur neuronalen Differenzierung	Economy-Klasse	0,5–1 mg/ml	Proteinstabilisator in einem mit N2/B27 angereicherten, serumfreien Medium zur neuralen Differenzierung

Häufig gestellte Fragen

Warum kann Standard-FBS nicht für die Erhaltung von ESC/iPSC verwendet werden?

Das Standardprodukt FBS enthält nicht näher definierte BMP-Signalaktivatoren und andere Mitglieder der TGF-β-Superfamilie, die Differenzierungsprogramme in pluripotenten Stammzellen aktivieren. Aufgrund der Chargenvariabilität dieser Faktoren sind einige Standard-FBS-Chargen völlig ungeeignet für die Aufrechterhaltung der Pluripotenz – die Zellen differenzieren sich bereits nach 1–2 Passagen. Die vorab getesteten FBS-ES-Zell-Chargen werden vor der Freigabe einzeln in einer ES-Zell-Kultur auf die Aufrechterhaltung der Oct4-, Sox2-, Nanog- und SSEA-4-Expression, eine kompakte Koloniemorphologie sowie eine spontane Differenzierungsrate von <5% pro Passage untersucht.

Wann ist Spenderpferdeserum für Stammzellenanwendungen dem FBS vorzuziehen?

DHS ist speziell für hämatopoetische CFU-Assays unter Verwendung von Medien auf Methylcellulose-Basis erforderlich. Die veröffentlichten Protokolle von StemCell Technologies (MethoCult) und von Standard-Hämatologielabors geben DHS in einer Konzentration von 15–30% als Serumquelle an — FBS bietet keine gleichwertige Unterstützung für die Koloniebildung von BFU-E und CFU-GM, da ihm die spezifischen Lipidfaktoren fehlen, die für die Hämoglobinsynthese in erythroiden Vorläuferzellen erforderlich sind. Für alle anderen Stammzellenanwendungen ist FBS ES Cell Pre-Tested die geeignete Qualität.

Was ist der Unterschied zwischen rHSA Premium Grade und rHSA Economy Grade?

rHSA Premium Grade wird im Oryza sativa (Reis)-Expressionssystem hergestellt – höchste Reinheit, geringster Endotoxingehalt, mit vollständigem GMP-Dokumentationspaket für die Herstellung von Stammzellen und Zelltherapien in klinischer Qualität. rHSA Economy Grade wird in Saccharomyces cerevisiae hergestellt – geeignet für Forschungsanwendungen und die Prozessentwicklung, bei denen keine GMP-Dokumentation erforderlich ist. rHSA CHO-Expressed bietet ein Glykosylierungsprofil von Säugetieren für Anwendungen, bei denen der Glykosylierungszustand die Funktion beeinflusst. Für die Herstellung von iPS-Zellen in klinischer Qualität und die GMP-Kryokonservierung ist die Premium-Qualität die richtige Spezifikation.

Wie lange kann ich eine vorab getestete Charge von FBS ES-Zellen reservieren?

SeamlessBio hält vorgetestete Chargen von FBS-ES-Zellen während der Evaluierungs- und anfänglichen Reprogrammierungsphase bis zu 12 Monate lang kostenlos zurück. Für mehrjährige iPSC-Programme kann auf Anfrage eine verlängerte Reservierung vereinbart werden – in der Regel wird dabei eine Versorgung aus einer einzigen Charge für 24–36 Monate sichergestellt, um das gesamte Reprogrammierungs-, Charakterisierungs-, MCB-Banking- und Forschungsprogramm abzudecken, ohne dass Chargenwechsel erforderlich sind, die die Karyotypstabilität oder den epigenetischen Zustand beeinträchtigen könnten.

Welches Serum eignet sich für die Kryokonservierung von iPS-Zellen?

Für feederabhängige iPS-Zellen, die in FBS ES Cell Pre-Tested kultiviert werden: Kryokonservierung in 90% FBS ES Cell Pre-Tested + 10% DMSO – dabei ist es entscheidend, dass dieselbe Charge wie beim Kulturmedium verwendet wird. Für xeno-freie und GMP-Protokolle: 4–10% rHSA Premium Grade + 10% DMSO in einem definierten Basismedium (DMEM/F12 oder gleichwertig). Die rHSA-Konzentration muss für Ihre spezifische iPSC-Linie validiert werden – die Ausbeuten unterscheiden sich zwischen 4% und 10% rHSA je nach Zelllinie und Abkühlgeschwindigkeit.

Kann menschliches Thrombozytenlysat (hPL) FBS bei der iPSC-Expansion ersetzen?

hPL wurde erfolgreich für die Vermehrung von MSCs in xeno-freien Protokollen eingesetzt, doch liegen im Vergleich zu „FBS ES Cell Pre-Tested“ oder definierten serumfreien Systemen nur begrenzte Belege für die Erhaltung von iPS-Zellen in hPL vor. hPL eignet sich am besten als Ersatz für FBS bei der Verwendung als Feederzellen für MSCs oder zur Expansion von aus iPSCs gewonnenen MSCs – nicht jedoch als direkter Ersatz für FBS ES Cell Pre-Tested bei der Erhaltung undifferenzierter iPSCs. Für GMP-iPSC-Programme gelten definierte serumfreie Medien mit rHSA-Zusatz als regulatorischer Goldstandard.

Kostenlose Testbände anfordern und Sammelbestellung vornehmen

Für FBS ES-Zellen liegen vorab getestete, chargenspezifische Pluripotenz-Prüfberichte vor. rHSA-Proben der Premium-Qualität für die Validierung xeno-freier Protokolle. Auf Anfrage ist eine verlängerte Chargenreservierung für mehrjährige iPSC-Programme möglich.
E-Mail: info@seamlessbio.de | +49 851 37932226