Получение многотканевого культивированного мяса посредством многовекторной дифференцировки стабильных поросячьих эпибластных стволовых клеток

Почему важно выращивать мясо без животных

Для всех, кто заботится о будущем продовольствия, идея выращивать настоящее мясо без разведения и забоя животных выглядит особенно привлекательной. Однако до сих пор большинству выращенного в лаборатории мяса трудно соответствовать сложной текстуре, сочности и питательной ценности настоящего свиного отбивного. В этом исследовании описан метод получения миниатюрных, похожих на мясо структур, содержащих мышцы, жир и крошечные сосудоподобные образования из одной стабильной линии поросячьих стволовых клеток, с целью приблизить культивированное мясо к виду, ощущениям и питательному профилю традиционной свинины.

Создание мяса из одной исходной клетки

Исследователи начали со специального типа поросячьих стволовых клеток, взятых из эмбриона на ранней стадии — так называемых эпибластных стволовых клеток до гаструляции. Эти клетки способны долго самовозобновляться и их можно направлять в разные ткани. Ключевым моментом стало то, что команда разработала наборы факторов роста и малых молекул без использования животной сыворотки, что делает процесс более контролируемым и потенциально безопасным для пищевых применений. С помощью тщательно рассчитанных по времени изменений этих «рецептов» одна и та же клеточная линия была направлена на формирование трёх важных компонентов мяса: миогенетических клеток, липогенетических клеток и сосудистых клеток, напоминающих выстилку кровеносных сосудов и их поддерживающие клетки.

Получение жировой и сосудистой тканей без животной сыворотки

Для формирования жира учёные сначала подтолкнули стволовые клетки к гибкому, похожему на соединительную ткань состоянию, а затем индуцировали накопление ими капель жира и приобретение внешнего вида и поведения зрелых адипоцитов. Эти лабораторно полученные жировые клетки демонстрировали стабильный набор хромосом и активность генов, участвующих в накоплении и метаболизме жиров, и по своим свойствам превосходили адипоциты, выделенные из тканей взрослых животных, которые со временем часто теряют устойчивость. Параллельно команда разработала поэтапный протокол для формирования из тех же стволовых клеток смесей эндотелиальных клеток и перицитов — поддерживающих клеток сосудов. Эти сосудистые клетки образовывали трубчатые сети в геле и захватывали жировые частицы характерным для здоровых сосудистых клеток образом, также без применения сыворотки животного происхождения.

Самосборка клеток в объёмные мясоподобные фрагменты

Имея надёжные источники предшественников мышечной, жировой и сосудистой тканей, исследователи переключили внимание на структурирование. Вместо того чтобы полагаться на дорогие неэлектируемые каркасы, они выращивали клетки в мягкой, постоянно движущейся суспензии, препятствующей прикреплению к поверхности сосуда. При таких условиях предшественники мышц и жира спонтанно агрегировали в небольшие сфероиды. Со временем эти сфероиды либо развивали волокнистую внутреннюю структуру, сходную с мышечной тканью, либо заполнялись плотными скоплениями жировых капель. При смешивании — сначала мышечные и жировые предшественники, затем равные пропорции мышечных, жировых и сосудистых предшественников — клетки узнавали друг друга и самоорганизовывались в более сложные многотканевые сфероиды диаметром около одного миллиметра, с отчётливыми областями мышечных волокон, запасов жира и сосудоподобных структур, связанных собственной внеклеточной матрицей.

Вкус, питание и текстура в сравнении с настоящей свининой

Далее команда оценивала, как эти миниатюрные мясные фрагменты сопоставимы с настоящей свининой. Химический анализ показал, что состав аминокислот — строительных блоков белка — в культивированном мясе был примерно в тех же пропорциях, что и в нативной свинине, хотя абсолютное содержание белка было ниже. Зато общий уровень жира оказался выше, с заметно большей долей полиненасыщенных жирных кислот — которые часто считаются более полезными для сердца — что приводило к примерно двукратно более высокому отношению полиненасыщенных к насыщенным жирам. При переработке сфероидов в колбасные изделия и их приготовлении текстурные показатели — твёрдость, жевательность и упругость — были сопоставимы с обычными свиными колбасами и превосходили колбасы, изготовленные непосредственно из недифференцированных стволовых клеток. Культивированные колбасы также имели отличающиеся ароматические соединения, что указывает на возможность дальнейшей настройки вкуса в будущих работах.

Что это означает для будущего культивированного мяса

По сути, это исследование демонстрирует, что одна стабильная линия поросячьих стволовых клеток может быть направлена — без животной сыворотки — в несколько тканей, релевантных для мяса, масштабно размножена в простой 3D суспензионной системе и собрана в маленькие фрагменты, имитирующие как структуру, так и многие питательные характеристики настоящей свинины. Хотя фрагменты пока малы и ещё не являются полноценными отрубами, подход указывает на будущее, в котором производители смогут задавать соотношение мышечной, жировой и сосудистой ткани для создания мяса с заданной текстурой и более здоровым профилем жиров, одновременно снижая зависимость от выращенных животных и делая промышленное производство культивированного мяса более реалистичным.

Цитирование: 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

Ключевые слова: культивированное мясо, мясо из стволовых клеток, лабораторная свинина, 3D клеточная культура, пищевая биотехнология