Studie weist Weg zu Lebensmitteln aus Nutztierstammzellen

Erstmals ist es Forschenden gelungen, Stammzelllinien von Schweinen, Schafen und Rindern zu entwickeln und damit den Grundstein für die Erzeugung von kultiviertem Fleisch zu legen.

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In einer Welt, die mit einer wachsenden Weltbevölkerung und der Klimaerwärmung konfrontiert ist, hat im Labor gezüchtetes „kultiviertes“ Fleisch klare Vorteile zu bieten, denn es benötigt viel weniger Land, verbraucht weniger Wasser und belastet weniger die Umwelt. Jedoch ist es der Wissenschaft trotz jahrzehntelanger Bemühungen noch nicht gelungen, stabile Stammzellkulturen von Nutztieren anzulegen, um Fleisch auf diese Art erzeugen zu können.

Nun kann erstmals ein Forschungsteam von seinem Erfolg bei der Sammlung von Stammzellen von Nutztieren und deren Züchtung unter chemisch definierten Bedingungen berichten. Mit Unterstützung des EU-finanzierten Projekts PLASTINET legt die Forschung den Grundstein für die Erzeugung von kultiviertem Fleisch und die Züchtung optimierter Nutztiere.

Bessere Option für kultivierte Lebensmittel

Wie in der im Fachjournal „Development“ veröffentlichten Studie beschrieben, konnten die Forschenden Stammzelllinien aus Schwein-, Schaf- und Rinderembryonen entwickeln, die in vitro kultiviert wurden, ohne dabei Fütterzellen, Serum oder Serumersatz einzusetzen. Bei einer In-vitro-Zellkultur wird dem Basalmedium normalerweise ein tierisches Serum wie zum Beispiel fötales Rinderserum als Nährstoffquelle zugesetzt. Dieses Serum ist jedoch chemisch nicht definiert, es variiert in seiner Zusammensetzung von Charge zu Charge und birgt das Risiko der Kontamination. Das Team konnte durch den Verzicht auf fötales Rinderserum und die Entscheidung für ein Wachstumsmedium, bei dem alle Bestandteile bekannt sind, eine größere Konsistenz und Sicherheit erzielen. Daraus ergibt sich eine wünschenswerte Option für die Erzeugung von Lebensmitteln, die für den menschlichen Verzehr bestimmt sind.

„Die Möglichkeit, Nutztierstammzellen unter chemisch definierten Bedingungen zu gewinnen und am Leben zu erhalten, bereitet der Entwicklung neuartiger Lebensmittel wie etwa des kultivierten Fleischs den Weg“, erklärt der leitende Mitautor der Studie, Prof. Ramiro Alberio von der Universität Nottingham im Vereinigten Königreich, in einer auf „ScienceDaily“ veröffentlichten Pressemitteilung. „Die von uns entwickelten Zelllinien stellen einen Fortschritt gegenüber früheren Modellen dar, da sie die einzigartige Fähigkeit aufweisen, dauerhaft wachsen sowie Muskeln und Fett bilden zu können.“

Die neuen Zelllinien sind pluripotent, was bedeutet, dass sie sich in verschiedene Zelltypen ausdifferenzieren können. Außerdem können sie mit dem CRISPR/Cas9-Genomeditierungswerkzeug genetisch manipuliert werden oder als Spenderzellen für den Kerntransfer dienen. Diese Technologie könnte die Forschung im Bereich der Genomeditierung bei Tieren bereichern, um ihre Produktivität zu erhöhen oder sie besser an den Klimawandel anzupassen. Wobei das Ziel dabei immer lautet, die negativen Auswirkungen zu reduzieren, welche die gegenwärtige tierische Erzeugung auf die Umwelt ausübt.

„Mithilfe der Genomeditierung werden Veränderungen, die auf natürlichem Wege über einen langen Zeitraum erfolgen, auf eine selektive, schnelle Weise vorgenommen, um bestimmte Eigenschaften anzupassen“, erklärt Prof. Alberio. „Dadurch kann das Tempo der genetischen Selektion von Nutztieren und kultiviertem Fleisch beschleunigt werden, um die Produktivität zu steigern und gesündere Lebensmittel zu erzeugen. Angesichts einer wachsenden Weltbevölkerung, die in einem sich verändernden Klima ernährt werden muss, kommt der Suche nach zuverlässigen und nachhaltigen Lebensmitteln eine entscheidende Bedeutung zu. Diese Forschung hat potenzielle Lösungen zu bieten, welche die Lebensmittelindustrie in großem Maßstab nutzen könnte.“

Die Zukunftsaussichten sind demzufolge vielversprechend. Der Kommentar des führenden Experten für Stammzellforschung und leitenden Mitautors der Studie, Prof. Austin Smith von der Universität Exeter im Vereinigten Königreich, an der das Projekt PLASTINET (Plasticity of the Pluripotency Network) angesiedelt ist, dazu lautet: „Es ist sehr aufregend, dass wir ausgehend von einer grundlegenden Frage über die frühe Entwicklung bei verschiedenen Tieren ein Verfahren entdeckt haben, das die zukünftige Fleischerzeugung revolutionieren könnte.“

Weitere Informationen:
Projekt PLASTINET

Schlüsselbegriffe

PLASTINET, Stammzelle, Fleisch, Lebensmittel, kultiviertes Fleisch, Laborfleisch, Serum, Nutztiere, Viehbestand, landwirtschaftlicher Betrieb, Schwein, Schaf, Rind