Matrigel ist ein biologisches Gel, das aus in Mäusen gezüchteten Tumoren gewonnen wird. Es gilt in der Zellkulturforschung als vermeintlicher „Goldstandard“ und wird unter anderem bei der Herstellung von Organoiden eingesetzt. Die Anwendungsbereiche reichen von der Krebsforschung bis zur Stammzellbiologie. Die Herstellung von Matrigel in Mäusen wirft jedoch erhebliche ethische Fragen auf. Darüber hinaus führt die komplexe und stark schwankende Zusammensetzung des Materials zu wissenschaftlichen Problemen, etwa einer mangelhaften Reproduzierbarkeit von Forschungsergebnissen. Dabei existiert inzwischen eine Vielzahl von tierfrei hergestellten Ersatzmaterialien, die ohne Tierleid auskommen und zudem besser auf den Menschen übertragbare Ergebnisse liefern.

Organoide – moderne Forschung mit einem verborgenen Problem

Organoide sind dreidimensionale Zellstrukturen, die kleine Mini-Organe wie Leber, Darm oder auch Tumorgewebe nachbilden. Sie werden aus menschlichen Zellen hergestellt und ermöglichen es, Krankheiten sowie mögliche Therapien direkt an einem menschlichen Modellsystem zu untersuchen. Damit liefern sie humanrelevante Ergebnisse – ganz im Gegensatz zu Tierversuchen.

Was vielen jedoch nicht bekannt ist: Für die Herstellung von Organoiden wird häufig Matrigel verwendet, das selbst in schwer belastenden Tierversuchen produziert wird. Dazu werden in Mäusen Tumore erzeugt, die Tiere getötet und die Tumore entnommen, um daraus Matrigel herzustellen.

Was ist Matrigel – und warum ist es so verbreitet?

Matrigel ist eine lösliche Zubereitung aus Bestandteilen der Basalmembran. Die Basalmembran ist eine dünne Schicht, die Zellen umgibt und sie mit dem darunterliegenden Gewebe verbindet. In der Zellkultur – insbesondere bei Organoiden – soll Matrigel den Zellen ein möglichst „natürliches“ Umfeld bieten, damit sie gut wachsen und sich organisieren können.

Matrigel ist dabei jedoch außerordentlich komplex. Es enthält über 1.800 unterschiedliche Proteine (1), darunter zentrale Bestandteile der Basalmembran wie Laminin (Hauptkomponente), Kollagen IV, Heparansulfat-Proteoglykane sowie zahlreiche Wachstumsfaktoren.

Seine große Verbreitung beruht darauf, dass es die Anheftung, Differenzierung und dreidimensionale Organisation vieler Zelltypen unterstützt – insbesondere in der Organoid-Forschung.

Ein weiterer wichtiger Grund ist historischer Natur: Viele Laborprotokolle wurden über Jahrzehnte hinweg mit Matrigel entwickelt und optimiert. Entsprechend existieren umfangreiche Vergleichsdaten, etablierte Arbeitsanweisungen und viel praktische Erfahrung. Ein Wechsel zu Ersatzmaterialien ist daher mit zusätzlichem Aufwand verbunden.

Herstellung: Wie Matrigel gewonnen wird

Matrigel wird aus einem Maus-Tumor gewonnen, dem sogenannten Engelbreth-Holm-Swarm-(EHS-)Sarkom, das in den 1970er-Jahren erstmals beschrieben wurde.

Für die Produktion werden EHS-Tumorzellen in Mäuse implantiert, meist unter die Haut. Die Tumore wachsen über mehrere Wochen und bilden dabei große Mengen an Basalmembran-Proteinen. Anschließend werden die Mäuse getötet und die Tumore entnommen. Das Tumorgewebe wird unter kalten Bedingungen verarbeitet, so dass die Proteine in Lösung bleiben. Bei höheren Temperaturen – wie sie im Labor üblich sind – geliert das Produkt (2).

Aufgrund dieses Herstellungsverfahrens ist Matrigel kein definiertes Produkt, sondern ein biologisches Gemisch mit natürlichen Schwankungen zwischen einzelnen Tieren, Tumoren und Produktionschargen (2). Genau daraus ergeben sich viele der im Folgenden beschriebenen Nachteile.

Matrigel wird aus Maus-Tumoren gewonnen.

Weitere Anbieter

Neben dem von Corning vertriebenen Produkt Matrigel gibt es weitere Anbieter von vergleichbaren Produkten, die ebenfalls aus EHS-Sarkomen von Mäusen gewonnen werden. Zu nennen sind hier vor allem Cultrex (R&D Systems/Bio-Techne), Geltrex (Thermo Fisher Scientific) und MatriMix (AMSBIO).

Auch für die Herstellung dieser Produkte werden in Mäusen Tumore herangezüchtet. Sie beruhen damit auf dem gleichen Herstellungsprinzip wie Matrigel und sind mit dem gleichen Tierleid verbunden – es verbirgt sich lediglich hinter anderen Namen.

Öffentlich zugängliche Zahlen dazu, wie sich der Marktanteil zwischen diesen Produkten aufteilt, existieren nicht. In der wissenschaftlichen Literatur wird jedoch Matrigel mit Abstand am häufigsten verwendet. Es gilt als Referenz- oder Standardmaterial für EHS-basierte Basalmembran-Extrakte und wird in mehreren Übersichtsarbeiten als das am häufigsten eingesetzte Material für die Herstellung von Organoiden beschrieben (2,3,4).

Vor diesem Hintergrund ist davon auszugehen, dass Matrigel den Markt und die Anwendungspraxis klar dominiert. Aus Gründen der Verständlichkeit verwenden wir in diesem Artikel daher den Begriff Matrigel stellvertretend für alle EHS-basierten, tierischen Basalmembran-Extrakte.

Verwendung: Wofür Matrigel in der Forschung genutzt wird

Matrigel wird in der biomedizinischen Forschung häufig eingesetzt, weil es Zellen eine Umgebung bietet, die ihrer natürlichen Situation im Körper ähneln soll. Besonders wichtig ist es dort, wo Zellen nicht nur flach auf Plastik, sondern dreidimensional und möglichst realitätsnah wachsen sollen.

Ein zentrales Anwendungsfeld ist daher die 3D-Zellkultur und die Herstellung von Organoiden. Diese werden genutzt, um Krankheiten zu erforschen oder Medikamente zu testen. In der Krebsforschung dient Matrigel außerdem dazu, zu untersuchen, wie Tumorzellen sich ausbreiten, in umliegendes Gewebe eindringen oder Metastasen bilden.

Darüber hinaus wird Matrigel zur Untersuchung der Bildung von Blutgefäßen eingesetzt (Angiogenese-Assays), entweder im Reagenzglas oder nach Injektion von Matrigel in sogenannte Tiermodelle.

 

Matrigel gilt als Standard in der Zellkultur- und Organoid-Forschung.

Mit Matrigel verbundenes Tierleid

Da Matrigel aus einem murinen Tumor, also aus Mäusen, stammt, ist seine Herstellung mit erheblichem Tierleid verbunden. Das Ausgangsmaterial stammt aus Mäusen, bei denen gezielt Tumore verursacht und über Wochen herangezüchtet werden.

Die genaue Anzahl der für die Matrigel-Produktion verwendeten Mäuse ist nicht öffentlich dokumentiert. Schätzungen gehen jedoch davon aus, dass für etwa zwei Tuben Matrigel eine Maus getötet wird (5). Angesichts der weltweiten Verwendung dürfte die Zahl der jährlich getöteten Mäuse beträchtlich sein.

Anhand öffentlich zugänglicher Preise (ca. 544 € oder 62 USD für 10 ml Matrigel (6)) und Marktanalysen (Marktwert von etwa 85 Millionen USD für 2024 (7)) lässt sich abschätzen, dass im Jahr 2023 etwa 13.709 Liter Matrigel produziert wurden. Unter der Annahme, dass die Tumoren bis zu einer Größe von 1 cm herangezüchtet werden, kann pro Maus geschätzt etwa 1 ml Matrigel produziert werden. Dies basiert auf der Annahme, dass ein Tumor mit 1 cm Durchmesser etwa 0,52 g wiegt, woraus sich ca. 0,78-1 ml Matrigel gewinnen lassen (8). Unter diesen Annahmen ist davon auszugehen, dass über 13 Millionen Mäuse pro Jahr für die Herstellung von Matrigel getötet werden. Einschränkend sei hier anzumerken, dass nicht bekannt ist, bis zu welcher Größe Tumore zur Matrigel-Herstellung tatsächlich herangezüchtet werden.

Der genaue Herstellungsort von Matrigel ist ebenfalls nicht öffentlich bekannt. Mit hoher Wahrscheinlichkeit erfolgt die Herstellung jedoch in den USA, da der Hersteller Corning Life Sciences dort seine zentralen Produktionsstätten im Life-Science-Bereich betreibt.

Aus Tierschutzsicht ist dies besonders relevant, da Mäuse in den USA einen noch geringeren rechtlichen Schutz genießen als in Europa und kaum Transparenz hinsichtlich ihrer Nutzung besteht. Labormäuse fallen in den USA nicht unter den Animal Welfare Act. Für sie bestehen daher keine bundesgesetzlich verbindlichen Mindeststandards bezüglich Haltung, Tumorbelastung, Versuchsdauer oder Meldepflichten. Ein gesetzlich festgelegtes Limit für die maximale Tumorgröße bei Mäusen existiert nicht. Sollten bei der Matrigel-Produktion größere Tumordurchmesser erreicht werden, würde dies eine geringere Zahl verwendeter Mäuse (für Tumordurchmesser von 2 cm: etwa 1,7 Millionen Mäuse), gleichzeitig jedoch auch noch größeres Leid der Mäuse bedeuten.

Aufgrund völliger Intransparenz ist eine genauere Abschätzung der Zahl der für die Matrigel-Herstellung getöteten Mäuse nicht möglich. Es ist jedoch davon auszugehen, dass es sich um Millionen von Tieren handelt, die in einem Land verwendet werden, in dem es noch nicht einmal gesetzlich vorgegebene Mindeststandards für Mäuse gibt.

Besonders problematisch ist, dass Matrigel häufig in Methoden eingesetzt wird, die eigentlich ein Ersatz für Tierversuche sind, selbst jedoch auf Tierversuchen beruht. Dadurch werden nicht nur Tiere getötet, sondern auch grundlegende Probleme der tierversuchsbasierten Forschung – insbesondere die mangelnde Übertragbarkeit auf den Menschen – in vermeintlich tierversuchsfreie Methoden übertragen. Die Bestandteile und Wachstumsfaktoren von Matrigel stammen aus der Maus und können das Verhalten menschlicher Zellen beeinflussen, so dass die Ergebnisse - trotz Einsatz menschlicher Zellen - nicht zwingend auf den Menschen übertragbar sind.

Übersichtsarbeiten zu tierischen Forschungsprodukten, darunter auch Matrigel, benennen diese Tierschutz- und Übertragbarkeitsprobleme als wichtigen Treiber für die Entwicklung tierfreier Ersatzmaterialien (2,9).

Nachteile von Matrigel

So weit verbreitet Matrigel auch ist, bringt seine Nutzung zahlreiche grundlegende Probleme mit sich. Diese betreffen nicht nur ethische Fragen, sondern auch die Zuverlässigkeit von Forschungsergebnissen und ihre Übertragbarkeit auf den Menschen.

Undefinierte Zusammensetzung & Chargenschwankungen

Matrigel ist ein komplexes biologisches Gemisch ohne vollständig definierte Zusammensetzung. Unterschiede zwischen einzelnen Chargen können mechanische und biochemische Eigenschaften verändern und damit die Reproduzierbarkeit von Organoid-Studien beeinträchtigen (2).

Geringe Humanrelevanz

Da Matrigel aus Maustumoren gewonnen wird, bildet es die natürliche Umgebung menschlicher Zellen nur ungenau nach. Dies ist besonders problematisch für die Entwicklung neuer Therapien. Tierfreie, synthetische Materialien lassen sich dagegen gezielt an die menschliche Zellumgebung anpassen und liefern damit besser übertragbare Ergebnisse (10).

Wachstumsfaktoren als „versteckte Einflussgrößen“

Matrigel enthält zahlreiche aktive Wachstumsfaktoren, die das Zellverhalten beeinflussen können. Dadurch wird es schwierig, die tatsächlichen Ursachen beobachteter Effekte eindeutig zu interpretieren (11).

Begrenzte Anpassbarkeit

Als natürliches Gemisch lässt sich Matrigel nicht gezielt in einzelnen Eigenschaften wie Steifigkeit, Abbau oder Signalübertragung einstellen – im Gegensatz zu vielen synthetischen Hydrogelen (2).

Probleme für medizinische Anwendungen

Die tierische Herkunft und mögliche Verunreinigungen erschweren den Einsatz von Matrigel in klinischen Anwendungen, etwa in der Zelltherapie (9).

Kosten und Lieferkettenrisiken

Matrigel ist teuer und von tierischem Ausgangsmaterial abhängig. Während der COVID-19-Pandemie kam es zu Produktionsengpässen, die dazu führten, dass Organoid-Kulturen nicht aufrechterhalten werden konnten und ganze Arbeitsgruppen und Institute massiv eingeschränkt waren (12).

Um diese Nachteile zu überwinden, wurden zahlreiche tierfreie Materialien entwickelt, die das Zellwachstum unterstützen, eine definierte Zusammensetzung besitzen und reproduzierbar hergestellt werden können.

Besser als Matrigel: Tierfreie Materialien

Aktuell listet die Basement Membrane Extract (BME)-free Database 102 tierfrei hergestellte Materialien. Diese Materialien unterscheiden sich im Aufbau, haben jedoch gemeinsame Vorteile wie bessere Kontrollierbarkeit, höhere Vergleichbarkeit und eine bessere Eignung für standardisierte Forschung.

Tierfreier Ersatz für Matrigel (Stand der Firma metati§ue beim EUSAAT-Kongress in Linz, 2024)

In der Praxis gibt es mehrere Klassen von Ersatzmaterialien:

Synthetische, chemisch definierte Hydrogele

Synthetische Hydrogele sind künstlich hergestellte Materialien, die im Labor gezielt aufgebaut werden. Sie stammen nicht aus Tieren und enthalten keine Gewebsextrakte. Ein häufig verwendeter Grundbaustein ist zum Beispiel PEG (Polyethylenglykol) – ein gut untersuchter, biokompatibler Kunststoff, der auch in der Medizin eingesetzt wird. Der große Vorteil dieser Gele liegt in ihrer Kontrollierbarkeit: Es kann genau festgelegt werden, wie weich oder fest das Gel sein soll, welche Haftstellen für Zellen eingebaut werden, wie schnell sich das Material abbaut, oder ob und wie Wachstumsfaktoren gebunden und freigesetzt werden (2).

Die Hydrogele stellen somit ein modulares Baukastensystem dar: Statt eines biologischen „Überraschungspakets“ wie Matrigel entsteht ein Material mit klar definierten Eigenschaften. Das macht Experimente besser vergleichbar, reproduzierbar und leichter zu standardisieren – ein großer Vorteil für Forschung und Industrie.

Peptid-basierte Materialien

Peptid-basierte Materialien bestehen aus sehr kurzen Eiweißbausteinen, sogenannten Peptiden. Diese sind so entworfen, dass sie sich nach dem Mischen von selbst zu einem feinen, dreidimensionalen Netzwerk zusammenlagern. Der Vorteil: Diese Netzwerke sind sehr gleichmäßig und klar definiert. Anders als bei Matrigel ist genau bekannt, woraus sie bestehen und wie sie sich verhalten. Dadurch lässt sich sehr gut untersuchen, wie Zellen auf bestimmte Signale reagieren, ohne dass unbekannte Nebeneffekte auftreten.

Im Vergleich mit Matrigel zeigen Peptid-Materialien ähnliche oder bessere Ergebnisse, bei deutlich höherer Kontrolle und ohne tierische Bestandteile (2).

Polysaccharid-basierte tierfreie Hydrogele

Polysaccharide sind komplexe Zucker, die in Pflanzen, Algen oder Mikroorganismen vorkommen. Aus ihnen lassen sich biologisch gut verträgliche Gele herstellen, die ebenfalls als Trägermaterial für Zellen dienen können. Ein bekanntes Beispiel sind cellulosebasierte Hydrogele, die beispielsweise aus Holz oder anderen pflanzlichen Rohstoffen gewonnen werden können. Diese Materialien sind nachwachsend, tierfrei und gut skalierbar. Je nach Zusammensetzung eignen sich solche Gele besonders gut für bestimmte Zelltypen oder Anwendungen – etwa, wenn vor allem eine mechanische Stütze gebraucht wird und weniger komplexe biologische Signale. In der Forschung werden sie zunehmend als ethisch unbedenkliche und stabile Alternative untersucht (13).

Rekombinante Proteine / definierte Basalmembran-Komponenten

Eine weitere Strategie besteht darin, nicht ein ganzes Gewebeextrakt zu verwenden, sondern einzelne, genau definierte Proteine, die auch in der natürlichen Basalmembran vorkommen. Diese Proteine werden rekombinant hergestellt, das heißt: mithilfe von Mikroorganismen oder Zelllinien, ohne Tiere.

Ein häufiges Beispiel ist Laminin, ein Schlüsselprotein der Basalmembran, das für Zellhaftung, Orientierung und Entwicklung entscheidend ist. Rekombinante Laminine können sehr gezielt eingesetzt und auch mit synthetischen Hydrogelen kombiniert werden. So entsteht eine Umgebung, die biologisch relevant, aber gleichzeitig kontrollierbar und standardisiert ist (14).

Daneben gibt es auch noch Ansätze, die Gewebe verwenden, aus dem alle lebenden Zellen entfernt wurden, sodass nur noch das Gerüst aus Strukturproteinen übrigbleibt. Dieses Material kann anschließend zu einem Gel verarbeitet werden. Allerdings stammen sie häufig weiterhin aus tierischem Gewebe, etwa von Schweinen. Dadurch bestehen nicht nur ethische Bedenken, sondern auch weiterhin Probleme wie Chargenschwankungen und undefinierte Zusammensetzung.

Vorteile tierfreier Materialien

Tierfreie Alternativen zu Matrigel sind nicht nur ethisch überlegen, sondern bieten auch wesentliche wissenschaftliche und praktische Vorteile.

Bessere Vergleichbarkeit und verlässlichere Ergebnisse

Ein zentrales Problem von Matrigel ist, dass es sich von Lieferung zu Lieferung unterscheiden kann. Da es aus biologischem Gewebe gewonnen wird, ist seine genaue Zusammensetzung nie völlig gleich. Das kann dazu führen, dass ein Experiment heute andere Ergebnisse liefert als morgen – oder dass Resultate aus verschiedenen Laboren schwer miteinander vergleichbar sind. Tierfreie, chemisch definierte Materialien werden dagegen nach festen Rezepturen hergestellt. Das trägt dazu bei, dass Experimente zuverlässiger wiederholbar sind – unabhängig davon, wer sie durchführt oder in welchem Labor (2).

Mehr Kontrolle über die Zellumgebung

Ein weiterer großer Vorteil tierfreier Alternativen ist ihre gezielte Einstellbarkeit. Es kann genau eingestellt werden, wie weich oder fest das Material ist, wie schnell es sich abbaut und welche Signale die Zellen erhalten (2). Während Matrigel eher einer „Blackbox“ ähnelt, bieten tierfreie Materialien maßgeschneiderte Eigenschaften. Diese Kontrolle ist besonders wichtig, wenn untersucht werden soll, wie Zellen auf ihre Umgebung reagieren.

Bessere Voraussetzungen für medizinische Anwendungen

Wenn Forschungsergebnisse später in medizinische Anwendungen überführt werden sollen – zum Beispiel in die Entwicklung von Medikamenten oder Zelltherapien –, spielen Qualität, Sicherheit und Standardisierung eine entscheidende Rolle.

Tierfreie Materialien enthalten keine tierischen Bestandteile und gelten daher als xenogen-frei. Das macht sie für Behörden und Zulassungsstellen leichter bewertbar, weil Herkunft und Zusammensetzung klar dokumentiert sind. Solche Materialien passen besser zu den strengen Anforderungen der industriellen und medizinischen Herstellung, bei der jede Zutat kontrolliert und nachvollziehbar sein muss. Dadurch steigt die Chance, dass Erkenntnisse aus dem Labor tatsächlich den Weg in die Anwendung finden (9).

Ethischer Fortschritt und weniger Tierleid

Neben den wissenschaftlichen Vorteilen ist der ethische Aspekt ein zentraler Gewinn. Tierfreie Materialien tragen direkt zum Ersatz von Tierversuchen bei. Dies ist umso entscheidender, als die Herstellung von Matrigel schwer belastende Tierversuche an einer enorm hohen Anzahl von Mäusen beinhaltet, in denen Tumore herangezüchtet werden.

Tabelle: Vor- und Nachteile von Zellkulturmaterialien

Eigenschaft	Matrigel	Tierfreie Materialien
Zusammensetzung	Komplex, undefiniert	Definiert, anpassbar
Reproduzierbarkeit	Gering	Hoch
Herkunft	Tierisch	Tierfrei
Handhabung	Schwierig, temperaturempfindlich	Einfacher
Ethische Bedenken	Ja	Nein
Steifigkeit	Relativ niedrig (~400 Pa)	Anpassbar

Warum weiterhin Matrigel verwendet wird

Warum wird Matrigel also weiterhin so häufig eingesetzt, obwohl es inzwischen zahlreiche tierfreie Materialien gibt, die ohne Tierleid hergestellt werden und zudem klare wissenschaftliche Vorteile bieten? Wieso wird das erhebliche Leid der Mäuse in Kauf genommen?

Ein wesentlicher Grund ist Gewohnheit. In vielen Forschungseinrichtungen werden seit Jahren oder sogar Jahrzehnten etablierte Protokolle mit Matrigel verwendet. Mitarbeiter sind darin geschult, die Abläufe sind eingespielt, und es existieren umfangreiche Vergleichsdaten aus früheren Studien. Eine Umstellung auf ein anderes Material bedeutet zunächst zusätzlichen Aufwand – etwa durch Schulungen, Anpassungen von Methoden und erneute Optimierung von Experimenten.

Hinzu kommt ein sehr praktisches Problem: der sogenannte Bruch in den Forschungsdaten. Ergebnisse, die mit neuen Materialien gewonnen werden, lassen sich nicht immer direkt mit älteren, auf Matrigel basierenden Daten vergleichen. Viele Forschende befürchten deshalb, dass frühere Ergebnisse an Aussagekraft verlieren oder langfristige Datenreihen unterbrochen werden. Diesem Problem steht jedoch der mögliche Gewinn an biologischer Relevanz der Ergebnisse gegenüber.

Ein weiterer Grund für die weite Verbreitung von Matrigel liegt in seiner außergewöhnlichen Komplexität. Es enthält eine Vielzahl biologischer Bestandteile, die das Wachstum sehr unterschiedlicher Zelltypen unterstützen können. Dadurch wird Matrigel häufig für ganz verschiedene Anwendungen eingesetzt – etwa für Darm-, Tumor- oder Gehirnorganoide –, unabhängig davon, ob diese Umgebung biologisch wirklich sinnvoll für den jeweiligen Zelltyp ist.

Das zentrale Problem dabei ist: Oft ist gar nicht genau bekannt, warum Matrigel funktioniert. Welche Bestandteile für das Wachstum bestimmter Zellen entscheidend sind, welche Signale der natürlichen Umgebung im Körper entsprechen und welche eher künstlich oder sogar störend wirken, bleibt häufig unklar. Matrigel „funktioniert“ oft und wird als Einheitslösung eingesetzt – doch es bleibt eine wissenschaftliche Blackbox.

Warum der Umstieg von Matrigel zu tierfreien Materialien erforderlich ist

Die Verwendung von Matrigel ist weder ethisch noch wissenschaftlich zu rechtfertigen. Für die Gewinnung von Matrigel werden bei Millionen Mäusen Tumore herangezüchtet. Das Tumorwachstum verursacht schwere Leiden, und am Ende werden die Tiere getötet – und das alles für ein Produkt, für das zahlreiche tierfreie Ersatzmaterialien zur Verfügung stehen.

Besonders verstörend ist, dass Matrigel häufig in Verfahren eingesetzt wird, die eigentlich Tierversuche ersetzen sollen. Stattdessen verursacht sein Einsatz vorgelagerte, schwer belastende Tierversuche, deren tatsächliches Ausmaß weitgehend unbekannt ist. Damit untergräbt Matrigel das Potenzial der Organoidforschung als moderne, tierfreie Forschungsmethode.

Darüber hinaus schwächt der Einsatz von Matrigel einen zentralen wissenschaftlichen Vorteil von Organoiden: ihre Humanrelevanz. Da Matrigel aus tierischem Gewebe stammt, gelangen tierische Bestandteile in die Organoide. Diese können das Verhalten menschlicher Zellen beeinflussen und dazu führen, dass die gewonnenen Ergebnisse nicht zuverlässig auf den Menschen übertragbar sind.

Schließlich ist auch aus wissenschaftlicher Sicht ein Umstieg dringend notwendig. Tierfreie Materialien fördern den Erkenntnisgewinn, weil sie klar definiert und gezielt einstellbar sind. Während Matrigel eine schwer durchschaubare „Blackbox“ darstellt, die aus unbekannten Gründen funktioniert – oder zu funktionieren scheint –, erfordert die Entwicklung tierfreier Systeme biologisches Verständnis darüber, welche Signale Zellen tatsächlich benötigen, um sich in eine bestimmte Richtung zu entwickeln oder ein bestimmtes Verhalten zu zeigen. Genau dieses Verständnis lässt sich mit einem hochkomplexen, undefinierten Material wie Matrigel kaum gewinnen.

Der Umstieg auf tierfreie Materialien verbindet somit ethische Verantwortung mit wissenschaftlichem Fortschritt und ist ein notwendiger Schritt hin zu einer modernen, tierleidfreien und zukunftsfähigen Forschung.

Fazit

Matrigel gilt in der Forschung noch immer als Standard, ist jedoch mit erheblichem Tierleid verbunden und weist zugleich grundlegende wissenschaftliche Schwächen auf. Seine tierische Herkunft, die unklare Zusammensetzung und die begrenzte Übertragbarkeit auf den Menschen machen deutlich, dass Matrigel weder ethisch noch wissenschaftlich zukunftsfähig ist.

Tierfreie Materialien zeigen, dass moderne Forschung ohne tierische Materialien möglich ist – und dabei sogar präzisere, besser reproduzierbare und für den Menschen relevantere Ergebnisse liefern kann. Der Umstieg auf diese Materialien ist ein notwendiger Schritt hin zu einer verantwortungsvollen, innovativen und tierleidfreien Wissenschaft.

21. Januar 2026
Dr. rer. nat. Johanna Walter

Quellen

1. Hughes C.S. et al. Matrigel: A complex protein mixture required for optimal growth of cell culture. Proteomics 2010; 10(9): 1886-1890
2. Aisenbrey E.A. & Murphy W.L. Synthetic alternatives to Matrigel. Nature Reviews Materials 2020; 5: 539-551 
3. Zhao K. et al. The biological macromolecules constructed Matrigel for cultured organoids in biomedical and tissue engineering. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 2025; 247: 114435
4. Wolff L. & Hendrix S. Rethinking Matrigel: The complex journey to matrix alternatives in organoid culture. Advanced Science 2025; 12(47): e08734
5. Developing a rapid method for identification of key proteins that define tissues to create an array of tissue-specific hydrogels for human-relevant in vitro 3D culture. NC3Rs (abgerufen am 06.01.2026) 
6. Corning® Matrigel® Basement Membrane Matrix, Merck (abgerufen am 06.01.2026)  
7. Global Matrigel market soars with a CAGR of 11.5%. de, 23.01.2025 (abgerufen am 06.01.2026) 
8. Kleinman H.K. Preparation of basement membrane components from EHS tumors. Current Protocols 2001
9. Duarte A.C. et al. Animal-derived products in science and current alternatives. Biomaterials Advances 2023; 151: 213428 
10. 3Rs: Tiny amounts of Matrigel sufficient for mammary epithelial cell organoids. Cell Guidance Systems, Blog vom 29.04.2024 (abgerufen am 06.01.2026) 
11. Vukicevic S. et al. Identification of multiple active growth factors in basement membrane Matrigel suggests caution in interpretation of cellular activity related to extracellular matrix components. Experimental Cell Research 1992; 202(1): 1-8 
12. Ursula M. Händel-Tierschutzpreis: Dr. Michael Melzer im Interview. Tierversuche verstehen, 24.10.2022 
13. Nitsche K.S. et al. Alternatives to animal-derived extracellular matrix hydrogels? An explorative study with HepaRG cells in animal-free hydrogels under static and dynamic culture conditions. Frontiers in Toxicology 2025; 7: 1649393 
14. Kozlowski M.T. et al. Towards organoid culture without Matrigel. Communications Biology 2021; 4: 1387