Removendo os animais da carne cultivada em laboratório

O número de pessoas que desejam opções alimentares sustentáveis ​​está aumentando, e a carne cultivada em laboratório, e não na fazenda, está ganhando atenção. A carne cultivada é feita de células-tronco chamadas células satélites que se diferenciam em músculo esquelético maduro. Embora a promessa da carne cultivada possa estar mudando a forma como as pessoas pensam em comer animais, a receita para o crescimento do músculo esquelético precisa ser atualizada.

Em um estudo recente publicado em Comida da Natureza, Joshua Flack, líder da equipe de biologia celular da empresa de carnes cultivadas Mosa Meat, descreveram um novo meio de cultura de células para diferenciar células satélites de vaca em músculo esquelético.¹ Seu objetivo era cortar o soro fetal bovino (FBS) da receita. O FBS é um aditivo na maioria dos meios de cultura que fornece condições ideais para o crescimento celular através de uma mistura de moléculas nutritivas. Mas FBS deriva de sangue fetal bovino. Por causa de suas origens animais, muitos pesquisadores procuraram opções sem soro.

“Todo o objetivo da carne cultivada ou cultivada é tentar substituir a indústria da carne, ou parte da indústria da carne, por uma alternativa muito mais sustentável”, disse Flack. “É um pouco contra-intuitivo se você ainda estiver usando produtos derivados de animais para fazer isso.”

Para desenvolver o meio, Flack explorou as respostas celulares de células satélites bovinas durante a diferenciação para descobrir o que impulsiona sua maturação em células musculares esqueléticas. Os pesquisadores normalmente diferenciam essas células por meio de um processo chamado inanição de soro, onde as células são cultivadas primeiro em um ambiente rico em FBS, seguido por uma mudança para um meio com baixos níveis de FBS. Flack determinou as mudanças de expressão gênica permitindo essa reprogramação celular realizando sequenciamento de RNA (RNA-seq) e análises proteômicas em células satélites bovinas durante a inanição de soro e descobriu que uma infinidade de genes foram regulados para cima ou para baixo.

“Tentar descobrir exatamente por onde começar foi talvez um dos maiores desafios”, disse Flack. “Tínhamos mais de 2.000 genes expressos diferencialmente no total no conjunto de dados nesses diferentes pontos de diferenciação que medimos”.

Flack encontrou genes em seu conjunto de dados relacionados ao desenvolvimento muscular, dobramento de proteínas e inibição do ciclo celular. Vários dos genes regulados positivamente codificaram receptores de superfície celular. Os cientistas argumentaram que a ativação desses receptores pode desencadear a diferenciação na ausência de carência de soro.

Através de algumas tentativas e erros, eles formularam um meio que desencadeou os mesmos mecanismos celulares que a fome de soro. À medida que as células do músculo esquelético amadurecem, elas se fundem para formar fibras multinucleadas que se contraem. Quando Flack cultivou células satélites no meio sem soro, ele observou que as células em maturação se fundiam, tinham perfis de expressão gênica e proteica semelhantes, tinham a capacidade de se contrair e formavam estruturas musculares 3-D, todas em um grau semelhante ao das células. cultivadas em condições de inanição de soro.

“Sempre foi o caso, na minha opinião, que a carne cultivada pode ser feita sem soro… e esta é, eu acho, a primeira demonstração realmente concreta disso”, disse Elliot Swartz, cientista-chefe de carne cultivada no The Good Food Institute. , que não participou deste estudo. “Muitas empresas não divulgam essas informações. E assim poder fazer isso aumenta a transparência do ponto de vista do consumidor; acrescenta legitimidade do ponto de vista científico.”

Flack planeja remover os componentes derivados de animais do resto do processo de carne cultivada, incluindo outros meios de crescimento e hidrogéis e andaimes que sustentam o músculo em crescimento. “Estamos atualmente no processo de ampliar essa versão totalmente livre de animais”, disse Flack.

Referência

1. T. Messmer et al., “Uma formulação de meio sem soro para produção de carne cultivada suporta a diferenciação de células satélites bovinas na ausência de inanição de soro”, Comida Nat3:74-85, 2022.