Biotechnologiczny cud? Naukowcy są coraz bliżej wyhodowania mięsa w laboratorium. Ma być smaczne, zdrowe, ograniczyć ubój zwierząt i przynieść ulgę środowisku

Już na październik tego roku profesor Mark Post z uniwersytetu w Maastricht (Holandia) zapowiedział oficjalną premierę pierwszego syntetycznego hamburgera. Holenderski uczony prowadzi jedne z najbardziej zaawansowanych badań w dziedzinie hodowli mięsa in vitro. Dotychczas udało mu się wyhodować cienkie paski długości 2,5 cm, zbudowane z włókien mięśniowych i podobne z tkanki tłuszczowej. To właśnie z takich składników powstanie laboratoryjny kotlet. Na razie – jak twierdzi badacz – jego dzieło wyglądem bardziej niż schabowego przypomina ciało małży. Mięśniowe kawałki są pozbawione smaku i tekstury oraz zupełnie bezbarwne. Dopiero dodatki ziołowe i inne przyprawy mają zapewnić znajome wrażenia smakowe.

Sztuczna hodowla na pożywce z sinic zużywałaby nawet do 45 procent mniej energii, do 99 procent mniej ziemi, do 96 procent mniej wody i powodowałaby do 96 proc. mniejszą emisję gazów cieplarnianych

Chociaż nie będzie to jeszcze wieprzowina, do jakiej jesteśmy przyzwyczajeni, eksperyment ma udowodnić, że już wkrótce hodowanie zwierząt na ubój zastąpi biotechnologia. – Chcemy pokazać światu, że jesteśmy już gotowi stworzyć burgera, który będzie wyglądał i smakował jak prawdziwe mięso – powiedział „Sekretom Nauki” profesor Post. – Naszym głównym celem jest teraz zainteresowanie badaniami inwestorów i innych naukowców.

Przeszczepy i sinice

Skąd w ogóle pomysł na laboratoryjne uzyskiwanie mięsa? Wszystko zaczęło się od dynamicznie rozwijającej się dziedziny medycyny: hodowli narządów przeznaczonych do przeszczepów. W obu przypadkach naukowcy wykorzystują niezwykłe właściwości komórek macierzystych - takich, które potrafią wielokrotnie się dzielić i przekształcać w komórki dowolnych tkanek organizmu. Teoretycznie kilka takich komórek mogłoby wyżywić cały świat. Wystarczy je mnożyć i w odpowiednim czasie pobudzać, aby przeistaczały się w mięśnie.

Według FAO, w 2010 roku na świecie zabito 60 miliardów kurczaków, 2 miliardy kaczek, 1,5 miliarda świń i 300 milionów krów

Manipulacja komórkami macierzystymi nie jest jednak prosta. Przede wszystkim te pobierane od świń i innych zwierząt hodowlanych nie dzielą się wystarczająco szybko. Problemem jest też takie zaprogramowanie komórek, aby tworzyły dokładnie te tkanki, jakich potrzebują naukowcy. Inne wyzwania? W stanie naturalnym mięśnie nie są bytem samodzielnym – towarzyszą im krew i tłuszcz, które odpowiadają za strukturę, barwę, smak i zapach mięsa.   Mięśnie mają też tę właściwość, że aby się rozwijały, muszą pracować. Trzeba im więc zapewnić jakiś bodziec, który sprawi, że będą się regularnie kurczyć.

Problemem jest również odżywianie rozwijającego się mięśnia, ponieważ składniki pożywki docierają tylko do tych komórek, które występują blisko powierzchni włókna. Niełatwym zadaniem okazało się samo zrobienie pożywki. Dzisiaj wytwarza się ją z płodów cieląt lub końskiej surowicy, co wiąże się z zabijaniem zwierząt.

Wszystkie te przeciwności nie zrażają jednak naukowców. Badacze osiągnęli już znaczące sukcesy w manipulowaniu komórkami kurczaków, indyków, jagniąt, świń i krów. Natomiast aby zapewnić pracę wyhodowanych włókien mięśniowych, profesor Post rozciągnął je na tkaninie używanej do produkcji rzepów. Naprężenie wywołuje naturalny skurcz. Holenderski badacz ma też pomysł na zbudowanie trójwymiarowej matrycy do odżywiania komórek w grubszych kawałkach mięsa. Inny naukowiec, profesor Joost Teixeira de Mattos z Uniwersytetu Amsterdamskiego, pracuje z kolei nad pożywką dla sztucznych mięśni otrzymywaną z sinic.

Kurczakom na ratunek

Celem wszystkich tych wysiłków jest uzyskanie włókien mięśniowych, które nie będą odbiegać od znanych nam dzisiaj kotletów, a nawet przewyższą je jakością. Projekt ma przynieść wiele korzyści. Mięso in vitro będzie zdrowsze od naturalnego, ponieważ naukowcy dokładnie zaplanują jego skład. Na przykład dodanie komórek ryb do wołowiny sprawi, że będzie zawierała korzystne dla organizmu kwasy tłuszczowe omega-3. Hodując sztuczne mięso zyskamy szansę na wyeliminowanie takich chorób jak salmonella, ptasia grypa czy BSE (czyli tzw. choroba wściekłych krów): zwierzęta hodowlane są nosicielami groźnych bakterii, wirusów i prionów, podczas gdy wnętrze bioreaktorów pozostaje sterylne.

Laboratoryjna produkcja mięsa może poprawić stan środowiska naturalnego. Wliczając uprawy pod pasze, już teraz 80 procent wszystkich ziem rolnych jest wykorzystywanych pod hodowlę bydła i trzody. Na ten cel przypada aż 8 procent globalnego zużycia wody. A to dopiero początek - według przewidywań FAO (Światowej Organizacji ds. Rolnictwa i Wyżywienia) do 2050 roku spożycie mięsa na świecie ma się podwoić. Być może więc najbardziej zadowolone z rozwoju mięsa z probówki byłyby same zwierzęta, które miliardami idą na rzeź, aby wyżywić ludzi.

Śmierć w czasie uboju kończy często pełne cierpienia życie. Proekologiczna organizacja PETA od lat przekonuje, że warunki w przemysłowych hodowlach są nie do zaakceptowania, a zwierzęta traktuje się w bestialski sposób. Oczywiście produkcja mięsa in vitro też nie obejdzie się bez udziału zwierząt, na szczęście tylko w znikomej skali – jako dawcy komórek (które pobiera się za pomocą biopsji). Aby przekonać do swoich pomysłów opinię publiczną, profesor Mark Post planuje zaprezentować „sztucznego” hamburgera w towarzystwie świni – dawcy komórek.

Cierpliwości

Niestety wszystko wskazuje na to, że sztucznie wyhodowane piersi z kurczaka i laboratoryjny schabowy nieprędko znajdą się na naszych talerzach. Według agencji New Harvest, która zajmuje się promocją i sponsorowaniem badań nad mięsem in vitro w USA, potrzeba co najmniej dekady, by rozpoczęła się masowa produkcja pełnowartościowych steków. Pierwsze gotowe do sprzedaży kiełbasy, burgery i drobiowe nuggetsy powstaną dopiero za kilka lat. – Kolejnym etapem będzie opracowanie wydajnego procesu działającego na dużą skalę. Przy odpowiednich środkach przeznaczonych na badania może to zająć kolejnych 10–20 lat  – prognozuje profesor Post.

Oczywiście najważniejsza będzie cena. Prototypowy holenderski hamburger wyceniany jest na 250 tysięcy euro. Naukowcy są jednak zdania, że w przyszłości wytwarzane masowo biotechnologiczne mięso ma szansę być tańsze od naturalnego.

Czas na biznes

Naukowcy, pracujący nad nową technologią, borykają się często z brakiem funduszy. Mimo że holenderski rząd chętnie finansuje badania naukowe, prace profesora Marka Posta zostały w znacznej mierze wsparte przez anonimowego filantropa. By to zmienić, w ubiegłym roku w szwedzkim Göteborgu odbyła się konferencja zorganizowana przez tamtejszy Uniwersytet Technologiczny Chalmers i European Science Foundation. Wzięło w niej udział 25 specjalistów zajmujących się hodowlą mięsa in vitro, inżynierią tkankową, środowiskiem naturalnym i ekonomią. Uzgodniono m.in. że produkcję zasilą odnawialne źródła energii, a pożywką dla komórek będzie pozyskiwana z fotosyntezujących organizmów. Według naukowców już najwyższy czas, by zaangażować inwestorów – Chcemy zaprosić do dyskusji biznesmenów, aby uporać się z najdroższymi kwestiami – przyznała po konferencji jej współorganizatorka, profesor Julie Gold z Chalmers.

Pracom nad mięsem z komórek macierzystych kibicują organizacje walczące o prawa zwierząt. Cztery lata temu PETA ogłosiła niecodzienny konkurs. Zespół naukowców, który stworzy gotowe do sprzedaży, identyczne z naturalnym mięso kurczaka, miał otrzymać milion dolarów. Termin prezentacji przed komisją upłynął 30 czerwca tego roku. Ponieważ jednak do tej daty nikt nie przedstawił gotowego rozwiązania, organizatorzy zdecydowali się przedłużyć czas trwania konkursu do 2013 roku (podobno naukowcy z University of Missouri w USA są już blisko celu i to na ich prośbę termin został przesunięty).

Potrzeba matką wynalazku

Odpowiednie technologie dopiero powstają, ale idea otrzymywania mięsa w bioreaktorze ma długą historię. Pomysłem interesował się już Winston Churchill. „Za pięćdziesiąt lat odejdziemy od absurdalnej hodowli kurczaka w całości, po to, żeby zjeść tylko jego pierś albo skrzydło. Przyszłością jest hodowanie każdej z części osobno, w odpowiednim środowisku” – pisał przyszły brytyjski premier w wydanej w 1932 roku książce „Thoughts and Adventures” („Myśli i przygody”).

Dziś jednym z najgorliwszych propagatorów sztucznego mięsa jest urodzony w Indonezji holenderski uczony Willem van Elen. Wszystko przez doświadczenia z czasów II wojny światowej. Walcząc z Japończykami van Elen trafił wówczas do obozu jenieckiego. Przeżycia obozowe wywołały w nim zainteresowanie tematami przetrwania i jedzenia. W czasie rozpoczętych po wojnie studiów medycznych van Elen dowiedział się, że fragment mięśnia może przeżyć poza organizmem. Od tego momentu zaczął szukać sposobu na syntetyczne otrzymanie mięsa. Dopiero w 1999 roku uzyskał w Holandii pierwszy patent, później kolejne – w Europie i USA. Wkrótce tematem zainteresowali się kolejni uczeni. Jeśli im się powiedzie i pomysł zostanie zrealizowany na szeroką skalę, to i człowiek będzie syty, i świnia cała.