ייצור בשר תרבוי רב-רקמתי באמצעות התמיינות רב-כיוונית של תאי אפיבלסט יציבים של חזיר

מדוע חשוב לגדל בשר ללא בעלי חיים

לכל מי שעיניו לעתיד המזון, הרעיון לגדל בשר אמיתי בלי לגדל ולשחוט בעלי חיים מושך מאוד. עד כה רוב הבשר שגדלו במעבדה נחלש בקירוב ביכולת לשכפל את המרקם המורכב, העסיסיות והערכים התזונתיים של סטייק חזיר אמיתי. במחקר זה מתוארת שיטה לייצר חתיכות מיקרו-בשר המכילות שריר, שומן ומבנים דמויי כלי דם מתא גזע יחיד ויציב של חזיר, במטרה לקרב את הבשר התרבוי למראה, למגע ולפרופיל התזונתי של חזיר מסורתי.

בניית בשר מתא התחלתי יחיד

החוקרים התחילו מתא גזע מיוחד של חזיר שנלקח מעובר בשלבי התפתחות מוקדמים, המכונה תא אפיבלסט טרום-גסטרולציה. תאים אלה יכולים לחזור על עצמם לאורך זמן וניתן להנחות אותם להתמיין לרקמות שונות. נקודה חשובה היא שהקבוצה תכננה מתכונים של גורמי גדילה ומולקולות קטנות ללא סרום מן החי, מה שהופך את התהליך לנגיש יותר ולפוטנציאלית בטוח יותר לשימוש מזונתי. בשינויים מתוזמנים בקפידה במתכונים הללו דחפו את אותה שורת תאים ליצור שלושה מרכיבים חיוניים של בשר: תאים יוצרים שריר, תאים יוצרים שומן ותאים וסקולריים המזכירים את הציפוי של כלי דם ואת התומכים שלהם.

יצירת רקמות שומן וכלי דם ללא סרום מן החי

ליצירת שומן, המדענים כיוונו תחילה את תאי הגזע למצב גמיש הדומה לרקמת חיבור, ולאחר מכן גרו אותם לאגור טיפות שמן ולקבל את המראה וההתנהגות של תאי שומן בוגרים. תאי השומן שנוצרו במעבדה הראו כרומוזומים יציבים וביטוי פעיל של גנים המעורבים באגירת שומן ובמטבוליזם, וביצעו טוב יותר מאשר תאי שומן שגודלו מרקמת חזיר בוגר, שנוטים להיחלש עם הזמן. במקביל פיתחו החוקרים מתכון בשלבים לעיצוב אותם תאי גזע לתערובות של תאי ציפוי כלי דם ותאים תומכים (פרייסיטים). התאים הווסקולריים הללו יצרו רשתות צינוריות בג'ל וספגו חלקיקי שומן בצורה טיפוסית לתאי כלי דם בריאים, ושוב — ללא שימוש בסרום שמקורו בבעלי חיים.

מאפשרים לתאים להתארגן עצמונית לחתיכות תלת-ממדיות דמויות בשר

לאחר שמצאו מקורות אמינים לפרוגניטורי שריר, שומן וכלי דם, החוקרים התרכזו במבנה. במקום להסתמך על סקאפולדים יקרים ולא־אכילים, הם גידלו את התאים בתרבית תזוזה עדינה ורציפה שמונעת הידבקות לתבנית. בתנאים אלה, פרוגניטורי השריר והשומן הצטברו ספונטנית לספירות זעירות. עם הזמן פיתחו הספירות הללו פנים סיביים המזכירים רקמת שריר או התמלאו בצפיפות בטיפות שומן. כאשר ערבבו אותן — תחילה שריר עם שומן, ואז שריר, שומן ופרוגניטורים וסקולריים ביחסים שווים — התאים הכירו זה את זה והתארגנו עצמונית לספירות רב-רקמתיות מורכבות בקוטר של כ מילימטר, עם אזורים מובחנים של סיבי שריר, מאגרים של שומן ומבנים דמויי כלי דם המחוברים באמצעות המטריקס החוץ-תאי שלהם.

טעם, תזונה ומרקם בהשוואה לחזיר אמיתי

הצוות בדק כיצד חתיכות המיקרו-בשר האלו מתחרים בחזיר אמיתי. ניתוחים כימיים הראו כי אבני הבניין של החלבון (חומצות אמינו) בבשר התרבוי נמצאו בפרופורציות דומות לאלו שבחזיר הטבעי, אם כי הכמות הכוללת הייתה נמוכה יותר. לעומת זאת, תכולת השומן הכוללת הייתה גבוהה יותר, עם נתח בולט גבוה יותר של חומצות שומן פוליאנסתרתיות — שלרוב נחשבות טובות יותר לבריאות הלב — מה שהוביל ליחס של בערך פי שניים של בלתי רווי רב-פעמי לעומת שומנים רוויים. כאשר עיבדו את הספירות לנקניקיות ובישלו, המרקם — שנמדד כחסינות, לעיסות וחוזק — היה דומה לנקניקיות חזיר מסורתיות וטוב יותר מנקניקיות שהוכנו מתאי גזע לא-מתמיינים. לנקניקיות התרבויות גם היו תרכובות ריח מובחנות, מה שמרמז על אפשרות לכוונון טעם בעבודה עתידית.

מה משמעות הדבר לעתיד הבשר התרבוי

בעיקרון, המחקר מראה ששורת תאי גזע חזיר אחת ויציבה ניתנת להנחיה — ללא סרום מן החי — למספר רקמות רלוונטיות לבשר, להתרחב בקנה מידה במערכת תלויה-תליית תלת-ממד פשוטה, ולהרכיב לחתיכות קטנות המדמות הן את המבנה והן רבים מההיבטים התזונתיים של חזיר אמיתי. אמנם החתיכות עדיין זעירות ולא חתיכות בגודל מלא, הגישה מצביעה על עתיד שבו יצרנים יוכלו לכוון את היחסים של שריר, שומן ורקמת כלי דם כדי לעצב בשרים עם מרקם מותאם ופרופילי שומן בריאים יותר, הכל תוך הפחתת התלות בחיות חיות והפיכת ייצור בשר תרבוי בקנה מידה גדול לריאלי יותר.

ציטוט: Yao, Y., Zhu, G., Zhi, M. et al. Generation of multitissue cell-cultivated meat via multidirectional differentiation of stable porcine epiblast stem cells. Nat Commun 17, 3347 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70177-w

מילות מפתח: בשר תרבוי, בשר מתאים גזעיים, חזיר מעבדה, תרבית תאים תלת-ממדית, ביוטכנולוגיה של מזון