Wytwarzanie wieltkankowego mięsa hodowanego komórkowo poprzez wielokierunkową różnicę stabilnych świńskich komórek epiblastu

Dlaczego ważne jest hodowanie mięsa bez zwierząt

Dla każdego, komu zależy na przyszłości żywności, pomysł wytwarzania prawdziwego mięsa bez hodowania i uśmiercania zwierząt jest bardzo kuszący. Do tej pory jednak większości mięsa hodowanego w laboratorium brakowało złożonej tekstury, soczystości i walorów odżywczych prawdziwego kotleta wieprzowego. W tym badaniu opisano sposób hodowli miniaturowych fragmentów przypominających mięso, zawierających mięśnie, tłuszcz i drobne struktury przypominające naczynia krwionośne, z jednej, dobrze ułożonej linii świńskich komórek macierzystych, dążąc do przybliżenia mięsa hodowanego do wyglądu, konsystencji i profilu odżywczego tradycyjnej wieprzowiny.

Budowanie mięsa z jednej komórki wyjściowej

Naukowcy zaczęli od specjalnego rodzaju świńskich komórek macierzystych pobranych z embrionu na wczesnym etapie rozwoju, zwanych komórkami epiblastu przedgastrulacyjnego. Komórki te potrafią długo samoodnawiać się i można je pokierować do tworzenia wielu różnych tkanek. Co istotne, zespół opracował „przepisy” z czynników wzrostu i małych cząsteczek bez użycia surowicy pochodzenia zwierzęcego, co czyni proces bardziej kontrolowalnym i potencjalnie bezpieczniejszym dla zastosowań żywnościowych. Dzięki starannie wyważonym zmianom w tych przepisach ta sama linia komórek została sprowadzona do tworzenia trzech kluczowych składników mięsa: komórek tworzących mięśnie, komórek tworzących tłuszcz oraz komórek naczyń przypominających śródbłonek naczyń i ich komórkowych partnerów.

Tworzenie tkanki tłuszczowej i naczyń bez surowicy zwierzęcej

Aby uzyskać tłuszcz, naukowcy najpierw skierowali komórki macierzyste w stronę plastycznego stanu przypominającego tkankę łączną, a następnie zainicjowali ich magazynowanie kropel oleju i przyjmowanie wyglądu oraz zachowania dojrzałych adipocytów. Te laboratoryjnie wytworzone komórki tłuszczowe wykazały stabilny kariotyp i aktywność genów związanych z magazynowaniem tłuszczu i metabolizmem, i wypadały lepiej niż komórki tłuszczowe pozyskiwane z dorosłych tkanek świni, które z czasem ulegają osłabieniu. Równolegle zespół opracował stopniowy protokół kształtowania tych samych komórek w mieszanki komórek wyściełających naczynia i wspierających je perycytów. Komórki naczyń utworzyły rurkowe sieci w żelu i pobierały cząstki tłuszczu w sposób typowy dla zdrowych komórek naczyń, ponownie bez użycia surowicy pochodzenia zwierzęcego.

Pozwalanie komórkom na samoorganizację w trójwymiarowe fragmenty przypominające mięso

Mając wiarygodne źródła progenitorów mięśniowych, tłuszczowych i naczyniowych, badacze skupili się następnie na strukturze. Zamiast polegać na drogich, niejadalnych rusztowaniach, hodowali te komórki w delikatnej, ciągle w ruchu zawiesinie, która zapobiega przywieraniu do naczynia. W tych warunkach progenitory mięśniowe i tłuszczowe spontanicznie zbijały się w małe sferoidy. Z czasem sferoidy te rozwijały włókniste wnętrza przypominające tkankę mięśniową albo gęsto zapełniały się kroplami tłuszczu. Po zmieszaniu—najpierw mięśnia i tłuszczu, a potem mięśnia, tłuszczu i progenitorów naczyniowych w równych proporcjach—komórki rozpoznawały się nawzajem i samoorganizowały się w bardziej złożone, wielotkankowe sferoidy o średnicy około jednego milimetra, z wyraźnymi obszarami włókien mięśniowych, zapasami tłuszczu i strukturami przypominającymi naczynia spajanymi przez własną macierz pozakomórkową.

Smak, wartość odżywcza i tekstura w porównaniu z prawdziwą wieprzowiną

Zespół następnie zbadał, jak te miniaturowe fragmenty mięsa wypadają względem prawdziwej wieprzowiny. Analizy chemiczne wykazały, że składniki budulcowe białka (aminokwasy) w mięsie hodowanym występowały w podobnych proporcjach jak w mięsie naturalnym, choć całkowita zawartość białka była mniejsza. W przeciwieństwie do tego całkowita zawartość tłuszczu była wyższa, ze znacznym udziałem wielonienasyconych kwasów tłuszczowych—często uznawanych za korzystniejsze dla zdrowia serca—co skutkowało około dwukrotnie wyższym stosunkiem wielonienasyconych do nasyconych kwasów tłuszczowych. Po przetworzeniu sferoidów na kiełbasy i ugotowaniu ich tekstura—mierzona twardością, kruchością i sprężystością—była porównywalna z konwencjonalnymi kiełbasami wieprzowymi i lepsza niż kiełbasy wykonane bezpośrednio z nieróżnicowanych komórek macierzystych. Kiełbasy z mięsa hodowanego wykazały też odrębne związki aromatyczne, co sugeruje możliwości dalszego dopracowania smaku w przyszłych pracach.

Co to oznacza dla przyszłości mięsa hodowanego

W istocie to badanie pokazuje, że pojedyncza, stabilna linia świńskich komórek macierzystych może być skierowana—bez użycia surowicy zwierzęcej—w kierunku wielu tkanek istotnych dla mięsa, skalowana w prostym systemie zawiesin 3D i składana w małe fragmenty, które imitują zarówno strukturę, jak i wiele aspektów odżywczych prawdziwej wieprzowiny. Choć fragmenty są nadal niewielkie i nie stanowią pełnowymiarowych kawałków, podejście to wskazuje na przyszłość, w której producenci mogliby dobierać proporcje mięśnia, tłuszczu i tkanki naczyniowej, aby projektować mięsa o dopasowanej teksturze i zdrowszym profilu tłuszczowym, zmniejszając jednocześnie zależność od żywych zwierząt i czyniąc produkcję mięsa hodowanego na dużą skalę bardziej realistyczną.

Cytowanie: 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

Słowa kluczowe: mięso hodowane, mięso ze komórek macierzystych, laboratoryjna wieprzowina, hodowla komórek 3D, biotechnologia żywności