Przełom w hodowli mięsa laboratoryjnego: naukowcy stworzyli złożoną tkankę mięśniową

Mięso produkowane z komórek zwierzęcych w laboratorium, od lat postrzegane jest jako bardziej zrównoważona alternatywa dla tradycyjnej hodowli zwierząt. Dotychczasowe technologie pozwalały jednak głównie na wytwarzanie mięsa mielonego, a odtworzenie złożonej struktury steka pozostawało ogromnym wyzwaniem. Kluczowym problemem była trudność w uzyskaniu różnorodności typów komórek i ich wzajemnych interakcji, które są niezbędne do odtworzenia naturalnej tkanki mięśniowej.

Kluczowe osiągnięcie

Zespół badawczy kierowany przez prof. Miki Ebisuya wykorzystał linię komórek macierzystych pochodzących z zarodków bydła. W przeciwieństwie do komórek pobieranych od dorosłych zwierząt, komórki zarodkowe mogą dzielić się przez długi czas i mają zdolność różnicowania się w wiele typów komórek. Dzięki precyzyjnemu sterowaniu procesem rozwoju, naukowcom udało się uzyskać trzy kluczowe składniki tkanki mięśniowej: komórki mięśni szkieletowych, neurony oraz komórki śródbłonka, które tworzą naczynia krwionośne.

Jednym z największych osiągnięć zespołu EMBL było wykazanie, że komórki zarodkowe mogą nie tylko rozwijać się w różne typy komórek, ale także samodzielnie organizować się w trójwymiarowe struktury przypominające naturalne tkanki. W ciągu 15 dni udało się wyhodować takie „tkanki” o średnicy 0,6 mm, w których włókna mięśniowe współistniały z sieciami naczyń krwionośnych oraz neuronami rdzenia kręgowego. To dowód na to, że możliwe jest uzyskanie złożonych, wielokomórkowych struktur bez konieczności ręcznego łączenia poszczególnych typów komórek.

Obecność komórek śródbłonka i tworzenie się sieci naczyń krwionośnych to szczególnie istotny krok naprzód. W naturalnych tkankach naczynia krwionośne dostarczają tlen i składniki odżywcze, umożliwiając wzrost i zdrowie większych struktur. Choć sieci naczyniowe uzyskane w badaniu są jeszcze prymitywne, stanowią ważny etap na drodze do hodowli większych i bardziej złożonych tkanek.

Weryfikacja koncepcji

Naukowcy podkreślają, że ich osiągnięcie to na razie tylko weryfikacja pomysłu, a nie gotowa receptura na produkcję steków z laboratorium. Wyhodowane tkanki są wciąż bardzo małe, a do uzyskania steka o odpowiedniej wielkości i strukturze konieczne będzie opracowanie metod pozwalających na wzrost większych tkanek oraz rozwinięcie bardziej zaawansowanych sieci naczyniowych.

Kolejną barierą jest koszt. Hodowla komórek zarodkowych i sterowanie ich rozwojem wymaga obecnie bardzo drogich pożywek i odczynników, co czyni produkcję na skalę przemysłową nieopłacalną. Jednak zdaniem badaczy, ich praca otwiera nowe możliwości nie tylko dla przemysłu spożywczego, ale także dla medycyny regeneracyjnej i inżynierii tkankowej.

Opracowany przez zespół EMBL model trójwymiarowych tkanek wołowych stanowi również cenne narzędzie do badań nad rozwojem mięśni i interakcjami różnych typów komórek. Pozwala to na prowadzenie eksperymentów, które dotychczas, w prostszych hodowlach komórkowych, były niemożliwe.