Naukowcy z Hebrew University of Jerusalem opracowali metodę, która pozwala znacząco obniżyć koszty produkcji mięsa hodowanego z komórek macierzystych. Jak podkreślają, uzyskiwane z komórek mięso to obiecująca – ekologiczna i etyczna – alternatywa dla tradycyjnej hodowli zwierząt. Niestety na przeszkodzie do komercyjnego wykorzystywania tego podejścia stoją wyzwania inżynieryjne oraz bardzo wysokie koszty pożywek hodowlanych.

Czynniki wzrostu, które uruchamiają namnażanie i różnicowanie komórek, zwykle odpowiadają za ponad 95 proc. kosztów tych pożywek.

Izraelskim specjalistom udało się jednak uzyskać potrzebny wzrost komórek przy użyciu aż dziesięciokrotnie mniejszej ilości tych kosztownych preparatów. Dokonali tego dzięki wprowadzeniu tych kluczowych białek bezpośrednio do specjalnego porowatego rusztowania, przez co mogli zrezygnować z ciągłego rozpuszczania ich w płynnej pożywce.

Wspomniane celulozowe rusztowanie wytwarzane jest z wykorzystaniem technik kierunkowego zamrażania, dzięki czemu powstają silnie uporządkowane, przypominające tuneliki mikrostruktury, które skutecznie naśladują naturalną macierz zewnątrzkomórkową tkanki mięśniowej zwierząt.

Na to rusztowane rozsiewane są bydlęce mezenchymalne komórki macierzyste. W przeprowadzonych przez badaczy eksperymentach komórki wykazywały bardzo dobrą przyczepność, długotrwałą przeżywalność oraz równoległe uporządkowanie przestrzenne, rosnąc wzdłuż równoległych włókien celulozowych. Rusztowanie dodatkowo aktywnie sprzyja przekształcaniu się komórek macierzystych mięśniowe. W trakcie wielotygodniowej hodowli komórki skutecznie różnicowały się i gromadziły odpowiednie tłuszcze i białka mięśniowe.

Naukowcy zwracają uwagę, że to biologiczne dojrzewanie zasadniczo zmieniało właściwości fizyczne uzyskanych struktur, zwiększając ich sztywność i wytrzymałość na ściskanie do poziomów zbliżonych do tradycyjnych surowych kawałków polędwicy wołowej.

Badacze przeprowadzili też test „kuchenny”. Podczas smażenia na patelni w wysokiej temperaturze mięso zachowało stabilność przechodziło typowe reakcje brązowienia związane. Testy mechaniczne przeprowadzone po obróbce termicznej wykazały, że usmażone kawałki mięsa miały włóknistą, tkankopodobną teksturę oraz opór na ściskanie uderzająco podobny do naturalnej wołowiny.

– Nasze wyniki pokazują, że możemy radykalnie zmienić ekonomię rolnictwa komórkowego, nie pogarszając jakości tkanki – mówi dr Sharon Schlesinger, autorka pracy opublikowanej w piśmie „Current Research in Food Science”. – Dzięki przytwierdzeniu czynników wzrostu bezpośrednio do rusztowania komórki uzyskują natychmiastowy dostęp do sygnałów potrzebnych im do prawidłowego rozwoju. Pozwala nam to ograniczyć marnowanie zasobów o rząd wielkości i przybliża nas o istotny krok do skalowalnej, komercyjnie opłacalnej alternatywy dla przemysłowej produkcji mięsa.

Naukowcy dodają, że kolejne etapy będą obejmować przeniesienie procedur na lepsze, wolne od surowicy pożywki oraz skalowanie procesów produkcyjnych do standardów komercyjnych.

Marek Matacz (PAP)

mat/ zan/