Kotlet z probówki czyli mięso alternatywne

"Za 50 lat uda nam się uciec od absurdu, jakim jest hodowanie całego kurczaka po to tylko, alby zjeść filet lub skrzydełko; będziemy hodować te części osobno, w odpowiednich warunkach”

Winston Churchill

Już wiele lat temu Winston Churchill mówił o alternatywnej metodzie produkcji mięsa. To co kiedyś wydawało się futurystyczną, ciekawą i zaskakującą alternatywą, dziś może okazać się szansą na zaspokojenie wzrastającego popytu na produkty mięsne na świecie. Wskazują na to doniesienia z laboratoriów biotechnologicznych, czego przykładem jest artykuł Jeffrey’a Bartholeta pt. „Szynka z szalki Petriego”, (Świat Nauki, lipiec 2011).

W ciągu ostatniego stulecia liczba ludności na świecie potroiła się. Jak nie trudno się domyślić wzrosło również zapotrzebowanie na żywność, w tym na produkty mięsne, co spowodowało znaczny rozwój produkcji zwierzęcej. Obecnie szacuje się, że 18% ogółu gazów cieplarnianych emitowanych do atmosfery ze źródeł związanych z działalnością człowieka pochodzi z hodowli zwierząt. Co ciekawe, to więcej niż wynosi udział globalnego transportu!

Aby oddać skalę pojawiającego się problemu dodam, że według przewidywań światowe spożycie mięsa wzrośnie dwukrotnie do połowy stulecia. Największy wzrost zanotujemy w krajach rozwijających się. Na ten moment 30% powierzchni Ziemi nie pokrytej lodem jest przeznaczone do wypasu zwierząt hodowlanych i uprawy roślin paszowych; a przecież popyt ma wzrosnąć?

Wydaje się zatem oczywiste, że nie unikniemy poszukiwań alternatywnych metod pozyskiwania mięsa. Klasyczne metody chowu zwierząt nie wystarczą aby wykarmić cały świat. Daje to pole do popisu Nam, młodym biotechnologom. Otwiera się przed Nami kolejna dziedzina nauki w której możemy zadebiutować.

I tu pojawia się rozwiązanie problemu. A gdyby tak skorzystać z dokonań inżynierii tkankowej i komórki mięśniowe hodować w kulturach in vitro? Metoda wydaje się prosta. Embrionalne lub somatyczne (dorosłe) komórki macierzyste izoluje się z interesującego nas zwierzęcia. Może to być kura, świnia, krowa lub inne zwierze hodowlane. Następnie pobrane komórki hodowane są w bioreaktorach z wykorzystaniem pożywek zapewniających ich optymalny wzrost. Kolejnym etapem jest indukcja komórek macierzystych w kierunku przekształcania się w komórki mięśniowe. Teraz już tylko pozostaje kontrolować wzrost włókien mięśniowych.

Metoda okazuje się jednak tylko z założenia prosta. Każdy etap produkcji obarczony jest wieloma problemami do rozwiązania. Embrionalne komórki macierzyste różnicują się w bardzo szybkim tempie, co przemawia na ich korzyść. Niestety różnicowanie to często jest procesem samorzutnym. Tylko w niewielkim stopniu mamy wpływ na to, w jaki typ komórki przekształci się embrionalna komórka macierzysta. To skłania ku zwróceniu się w kierunku somatycznych komórek macierzystych, które mimo znacznie wolniejszego tempa podziałów, niemal w 100% przekształcają się w komórki mięśniowe. Wynika to z tego, iż dojrzałe komórki macierzyste są komórkami już częściowo zaprogramowanymi, naturalnie występującymi w mięśniach szkieletowych organizmów żywych. Ich zadaniem jest między innymi naprawa uszkodzonych tkanek w wyniku urazów lub obumierania ich elementów.

Pożywki stosowane do hodowli komórek macierzystych, jak na razie, przerażają ceną. Najefektywniejszą, jest pożywka zawierająca surowicę z krwi płodowej cieląt lub koni, uzyskiwaną od zwierząt rzeźnych. Dużą nadzieje budzi pożywka oparta na hydrolizacie z sinic. Szacuje się, że taka pożywka mogłaby, w porównaniu z konwencjonalnymi metodami otrzymywania mięsa w Europie, zmniejszyć o 80-95% emisję gazów cieplarnianych, o 98% wykorzystanie gruntów i o 35-60% zużycie energii.

Kolejnymi przeszkodami do pokonania jest utrzymanie komórek mięśniowych przy życiu i łatwe zwiększanie ich masy. Naukowcy są w stanie otrzymać cienkie pasma tkanki, jednak problem pojawia się w przypadku struktur wielowarstwowych. Obserwuje się wtedy obumieranie niektórych fragmentów hodowanej tkanki. W organizmach żywych zabezpieczeniem przed takim obumieraniem jest układ krwionośny i krążąca w nim krew, która dostarcza substancje odżywcze do wszystkich komórek organizmu i odbiera z nich zbędne produkty przemiany materii.

Sposobów na zwiększanie masy rosnącej tkanki mięśniowej, czyli tak zwanego „ćwiczenia” mięśnia jest kilka. Pierwszym jest stymulacja tkanki impulsami elektrycznymi. Metodą tą możemy wywołać przyrost mięśnia o około 10%. Innym sposobem jest budowanie rusztowań do których włókna mięśniowe mogą się „przyczepić”, co spowoduje samoczynne wytworzenie w nich napięcia. Zdecydowanie najtańszą metodą będzie jednak podawanie acetylocholiny, która w organizmach żywych stymuluje wzrost mięśni.

Pojawia się jednak pytanie, czy konsumenci są w stanie zaakceptować mięso pochodzące z laboratorium? Pokonanie uprzedzeń społecznych może się okazać kamieniem milowym dla sprawy. Mięso wyprodukowane w laboratorium kojarzy się zazwyczaj z czymś nieczystym, wręcz obrzydliwym; często kojarzone jest z żywnością modyfikowaną genetycznie. Nic bardziej mylnego!

Mięso takie jest całkowicie zdrowe, co więcej stanowi alternatywę przyjazną dla zwierząt. Przy jego produkcji nie ucierpi żadne z nich. Może to być dobry argument dla obrońców zwierząt oraz wegetarian. Przy produkcji laboratoryjnej mięsa nie korzysta się z technik manipulacji genetycznych.
Co więcej, w dobie epidemii wirusów świńskiej czy ptasiej grypy, mięso z szalki Petriego zyskuje na popularności.

Od nowatorskiej wizji Churchilla upłynęło już sporo czasu, a na naszych stołach nadal nie króluje mięso z hodowli in vitro; czy zatem wizja Churchilla była zbyt szalona by mieć szansę realizacji?
Uważam, że nie. Wdrożenie tego pomysłu w życie wymaga dużych nakładów pracy i jeszcze większego finansowania - w końcu testujemy coś, co będzie stanowić podstawę naszej diety. Ważna jest tu również zmiana nastawienia społeczeństwa i organów rządzących, bez akceptacji których każda, nawet najszlachetniejsza, idea upadnie. Wystarczy porozmawiać z ludźmi z najbliższego otoczenia, by zobaczyć jak wiele emocji budzi temat mięsa hodowanego w laboratorium. Na szczęście większy „opór” stawiają biotechnologiczni laicy; może więc wystarczy dobra kampania społeczna informująca o tym nowatorskim przedsięwzięciu?


Alicja Kościńska
(studentka biotechnologii)

Niebawem temu problemowi poświęcimy spotkanie w olsztyńskiej kawiarni naukowej (fot. S. Czachorowski)