Udoskonalone komórki mięśniowe mają wzmocnić branżę mięsa hodowanego
Produkcja mięsa jest jednym z głównych źródeł emisji gazów cieplarnianych, dlatego rozwój alternatywnych źródeł białka może odegrać istotną rolę w realizacji unijnego celu osiągnięcia neutralności klimatycznej(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Popyt na mięso hodowane rośnie, jednak po stronie podaży nadal występują poważne wyzwania – wysokie koszty produkcji, trudności ze skalowaniem procesów oraz fakt, że wiele produktów wciąż nie dorównuje konwencjonalnemu mięsu pod względem tekstury, smaku i wartości odżywczej. Zespół projektu PROFUSE(odnośnik otworzy się w nowym oknie), realizowanego przy wsparciu Europejskiej Rady ds. Innowacji(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (EIC), postawił sobie za cel rozwiązanie tych wyzwań, skupiając się na tkance mięśniowej. Badacze opracowali dwie technologie dla firm zajmujących się komórkową produkcją mięsa: pierwszą, która ma przyspieszyć wzrost tkanki mięśniowej, oraz drugą, zapewniającą niezawodne źródło komórek mięśniowych wołowiny pochodzących z organizmów niemodyfikowanych genetycznie. „Mięso hodowane stoi przed trzema głównymi wyzwaniami: osiągnięciem kosztów produkcji porównywalnych z kosztami produkcji mięsa pochodzącego z tradycyjnej hodowli, zwiększeniem skali produkcji oraz zapewnieniem odpowiedniej jakości i smaku”, wyjaśnia Guy Nevo Michrowski, koordynator projektu PROFUSE. „Specjalizujemy się w technologiach wspomagających wzrost tkanki mięśniowej. Stek to mięsień, podobnie jak pierś kurczaka”. Projekt PROFUSE opiera się na wcześniejszych pracach finansowanych przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (ERBN) w ramach projektu SuperFusion, którego celem było opracowanie metody indukowania tworzenia włókien mięśniowych na potrzeby przemysłowej produkcji mięsa.
Pomoc w szybszym dojrzewaniu komórek mięśniowych
W ramach projektu prowadzono prace nad liniami komórkowymi, metodami hodowli, analizą opartą na sztucznej inteligencji oraz suplementami pożywki (składnikami dodawanymi do bogatego w składniki odżywcze płynu do hodowli komórek). Jednym z kluczowych produktów projektu jest PROFUSE-S1, którego zadaniem jest przyspieszenie i usprawnienie procesu, w którym młode komórki mięśniowe przekształcają się w dojrzałe włókna mięśniowe. Ma to kluczowe znaczenie, ponieważ to właśnie włókna mięśniowe w znacznym stopniu decydują o teksturze, strukturze i zawartości białka w mięsie. W trakcie projektu zespół opracował drugą generację tego suplementu – PROFUSE-S2. „Naszym głównym celem nie było jedynie prowadzenie badań w układzie 2D, lecz również w systemie 3D, który wierniej odzwierciedla zarówno sposób produkcji mięsa hodowanego na dużą skalę, jak i wygląd gotowego steku na talerzu”, mówi Michrowski. Badacze skupili się również na linii bydlęcych komórek mięśniowych, przystosowanej do produkcji mięsa hodowanego bez modyfikacji genetycznych. Celem było zapewnienie producentom niezawodnego źródła wołowych komórek mięśniowych, które można produkować na dużą skalę. Koordynująca projekt firma ProFuse skoncentrowała się na mioblastach – komórkach prekursorowych, z których rozwijają się komórki mięśniowe – aby jak najwierniej odtworzyć teksturę i smak mięsa, zamiast wykorzystywać fibroblasty, czyli komórki prekursorowe tkanki łącznej, lub embrionalne komórki macierzyste stosowane przez niektórych producentów mięsa hodowanego.
Testy przemysłowe technologii
Istotnym elementem projektu PROFUSE było przeniesienie opracowanej technologii poza laboratorium firmy ProFuse. Zespół współpracował z kilkoma producentami mięsa hodowanego, aby przetestować swój suplement i linię komórek bydlęcych w ich procesach produkcyjnych. Rezultatem współpracy z producentem mięsa hodowanego, firmą SuperMeat, było obniżenie kosztów produkcji. Suplement pomógł klientowi zaoszczędzić czas, przyspieszyć dojrzewanie komórek do postaci funkcjonalnej tkanki mięśniowej oraz znacznie zwiększyć ogólną wydajność mięsa, co ostatecznie obniżyło koszt produkcji na kilogram. Bydlęca linia komórkowa została również przetestowana w zakładzie dużego klienta z Holandii, gdzie według ProFuse wstępna adaptacja również zakończyła się sukcesem. Wstępna faza współpracy z powodzeniem wykazała adaptację komórek, kładąc podwaliny pod przyszłą integrację w miarę dostosowywania harmonogramów produkcji. Jednocześnie zespół ProFuse przystosował linię komórkową PROFUSE-B8 do wzrostu w środowisku zawierającym surowicę oraz badał zdolność komórek do tworzenia tkanki mięśniowej na specjalnie zaprojektowanych strukturach wspierających wzrost tkanek.
Przejście do kolejnej fazy
Zespół projektu PROFUSE pomógł przygotować produkty do komercjalizacji, opracowując modele produktów i licencjonowania, udostępniając klientom kompletną dokumentację dotyczącą bezpieczeństwa i zgodności z wymogami regulacyjnymi, identyfikując potencjalnych partnerów i dostawców oraz rozpoczynając prace koncepcyjne mające pokazać, w jaki sposób technologia może zaoszczędzić czas i ograniczyć koszty. Rynek mięsa hodowanego wciąż się rozwija, ale firma ProFuse szacuje, że do 2050 r. jego łączna wartość wyniesie 22 mld euro. Technologia ta mogłaby również zmniejszyć wpływ produkcji żywności na środowisko, co stanowi kluczowy cel unijnej strategii od pola do stołu(odnośnik otworzy się w nowym oknie). W międzyczasie zespół wykorzystuje swoją wiedzę specjalistyczną w zakresie wzrostu mięśni do badań nad lekami i suplementami diety, mając nadzieję na rozwiązanie problemu utraty masy mięśniowej związanej ze stosowaniem leków opartych na GLP-1. Prace te mogą ostatecznie znaleźć zastosowanie w branży mięsa hodowanego, ponieważ podstawowe wyzwanie pozostaje takie samo: skuteczniejszy wzrost mięśni. „Wszystko, co odkrywamy teraz, a co może pomóc w ochronie i wzroście mięśni, będzie można ponownie wykorzystać w produkcji mięsa hodowanego”, podsumowuje Michrowski.
