02.07.2021 - University of Bath

Von der Wiese auf den Teller: Das kultivierte Fleisch, das die Tiere durch Gras ersetzt

Ein erschwingliches Laborsystem, das Grashalme verwendet, um Zellen in kultiviertes Fleisch zu verwandeln, wurde an der University of Bath in Großbritannien entwickelt

Forscher haben erfolgreich Gras vom Campus der Universität genommen und damit ein Gerüst geschaffen, an dem tierische Zellen anhaften und wachsen können. Das resultierende Gewebe hat das Potenzial, sowohl als im Labor hergestelltes Fleisch als auch als menschliches Muskelgewebe verwendet zu werden, um Gewebe zu reparieren oder zu ersetzen, das durch Verletzungen oder Krankheiten beschädigt wurde oder verloren gegangen ist.

Die Studie von Dr. Paul De Bank (Fachbereich Pharmazie & Pharmakologie), Professor Marianne Ellis (Fachbereich Chemieingenieurwesen) und Scott Allan (Doktorand im Fachbereich Chemieingenieurwesen) wird in diesem Monat im Journal of Biomedical Materials Research - Part A veröffentlicht .

Der erste Schritt des neuen Bioengineering-Prozesses besteht darin, die Grashalme in einem Prozess, der als Dezellularisierung bekannt ist, von ihren ursprünglichen Zellen zu befreien. Die dezellularisierten Halme werden dann mit einer Reihe von Zellen besiedelt, die von einer Maus-Zelllinie stammen (diese Zellen würden später durch Rinderstammzellen ersetzt werden). Die eingebrachten Zellen haften an der Oberfläche des Gerüsts, vermehren sich und bilden Verbindungen mit benachbarten Zellen, um schließlich als Zellmasse zu wachsen und neues 3D-Gewebe zu bilden.

Bei der Suche nach einem geeigneten Gerüst, auf dem sich neues Muskelgewebe aufbauen lässt, müssen die Forscher mehrere Herausforderungen meistern. Zunächst muss das Gerüst so beschaffen sein, dass sich Zellen leicht an der Oberfläche anheften können. Dann muss es diesen Zellen ermöglichen, sich zu vermehren und so auszurichten, dass sie die Fasern des natürlichen Gewebes, das sie nachbilden, genau imitieren (bei Muskelfasern müssen sich beispielsweise alle Zellen im Tandem zusammenziehen und entspannen). Zweitens muss das Gerüst für ein Scale-up kostengünstig und einfach herzustellen sein. Für im Labor gezüchtetes Fleisch gibt es eine dritte Herausforderung: Das Gerüst muss für den Menschen essbar sein, auch wenn es nicht hoch verdaulich ist (wie es bei Gras der Fall ist).

Das Projekt in Bath zeigt, dass Grashalme alle Kriterien erfüllen.

Dr. Paul De Bank, der die Forschung leitete, sagte: "Als wir nach einem Gerüst für unsere Zellen gesucht haben, wollten wir etwas finden, das sowohl nachhaltig als auch essbar ist. Ich dachte an ein dezellularisiertes natürliches Material, weil Zellulose (aus der Gras größtenteils besteht) essbar ist, aber auch, weil Gras ausgerichtete Rillen hat, von denen ich hoffte, dass sie es den Zellen ermöglichen würden, sich aneinanderzureihen, um die von uns benötigten Fasern zu bilden - und es hat funktioniert!"

Er fügte hinzu: "Wenn wir Rindfleisch essen, essen wir teilweise das Gras, auf dem die Kühe in ihrem Leben gegrast haben. Das Tolle an unserer Studie ist, dass sie zeigt, dass wir die Tiere direkt durch das Gras ersetzen können, das sie fressen. Unser System muss noch vergrößert werden, aber ich bin zuversichtlich, dass wir eher früher als später ein Fleischprodukt auf Basis von Gras auf den Markt bringen können."

Die Adhäsion der tierischen Stammzellen an der Grasoberfläche lag bei etwa 35 %, was als gutes Ergebnis angesehen wird. "Oft müssen dezellularisierte Pflanzengerüste chemisch modifiziert werden, damit Zellen darauf wachsen. Das Großartige, was wir mit Gras gefunden haben, ist, dass wir eine signifikante Adhäsion ohne weitere Verarbeitungsschritte erhalten", sagt Dr. De Bank und fügt hinzu: "Wir hoffen jedoch, einen Weg zu finden, diese Adhäsion zu erhöhen - wir haben einen neuen Doktoranden, der daran arbeiten wird und Wege zur Optimierung der Zellanhaftung und des Wachstums erforscht.

Die nächste große Herausforderung wird die Skalierung dieses Prozesses sein, um ausreichende Mengen von Zellen und Gerüstmaterial zu erzeugen, um eine signifikante Menge an Muskelgewebe zu produzieren. Wenn dies gelingt, könnten die Verbraucher eines Tages mit gutem Gewissen Fleisch aus Weidehaltung kaufen, frei von den Umwelt- und Tierschutzbedenken, mit denen sich heute viele herumschlagen.

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