Robert Klatt
Wachstumsfaktoren machen bisher einen Großteil der Produktionskosten von Laborfleisch aus. Forscher haben Stammzellen deshalb so modifiziert, dass diese ihren eigenen Fibroblasten-Wachstumsfaktor (FGF) herstellen.
Medford (U.S.A.). Singapur hat dem Unternehmen Eat Just als erstes Land bereits Anfang 2020 den Verkauf von Laborfleisch erlaubt. Inzwischen dürfen die Produkte, die aus Zellkulturen gezüchtet werden und optisch sowie geschmacklich herkömmlichen Fleisch gleichen, auch in den U.S.A. verkauft werden. Bisher ist Laborfleisch aber ein Nischenprodukt, weil die Produktionskosten sehr hoch sind. Forscher der Tufts University um Andrew Stouthaben nun ein Verfahren entwickelt, dass die Produktionskosten signifikant reduzieren kann.
Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Cell Reports Sustainability haben sie dazu Rindermuskelzellen so modifiziert, dass diese ihre Wachstumsfaktoren produzieren. Die normalerweise teuren Komponenten sind im Produktionsprozess deshalb nicht mehr nötig.
Wachstumsfaktoren binden sich bei der Produktion von Laborfleisch an Rezeptoren auf der Zelloberfläche und senden an die Zellen ein Signal, das ihr Wachstum und die Differenzierung in unterschiedliche Zelltypen anregt. Bisher mussten bei der Laborfleischproduktion Wachstumsfaktoren in die umgebende Flüssigkeit zugesetzt werden. Sie machen einen Großteil der Produktionskosten aus (90 %), weil sie in dem Zellkulturmedium nicht lange halten und regelmäßig neu zugesetzt werden müssen.
Die Forscher haben deshalb Stammzellen so modifiziert, dass diese ihren eigenen Fibroblasten-Wachstumsfaktor (FGF) herstellen. Dieser Wachstumsfaktor löst das Wachstum von Skelettmuskelzellen, die etwa in Steaks vorkommen, aus.
„FGF ist nicht genau ein Nährstoff. Es ist eher wie eine Anweisung für die Zellen, sich auf eine bestimmte Weise zu verhalten. Was wir getan haben, war, Rindermuskel-Stammzellen so zu modifizieren, dass sie diese Wachstumsfaktoren selbst produzieren und die Signalwege selbst aktivieren.“
Obwohl die modifizierten Stammzellen die Produktionskosten von Laborfleisch bereits deutlich reduzieren können, sind laut den Forschern für die industrielle Produktion weitere Optimierungen nötig. Die modifizierten Zellen wachsen langsamer. Es ist aber wahrscheinlich, dass dieses Problem durch eine Anpassung des Niveaus und des Zeitpunkts der Expression von FGF sowie die Modifikation anderer Wachstumspfade gelöst werden kann.
Dazu müssen keine fremden Gene hinzugefügt werden, sondern es reicht aus, bereits vorhandene Gene zu modifizieren. Dies soll das Wachstum der Muskelzellen beschleunigen und das Verfahren für die Industrie attraktiv machen.
Cell Reports Sustainability, doi: 10.1016/j.crsus.2023.100009
