Spontaneously immortalized porcine cells support scalable cultured pork production in serum-free suspension
Questo studio riporta lo sviluppo di una linea cellulare suina spontaneamente immortalizzata e non modificata geneticamente, capace di coltura in sospensione priva di siero e di un processo semi-continuo che consente la produzione scalabile e conveniente di biomassa di maiale coltivata in un bioreattore da 2.000 litri.
Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Questa è una spiegazione generata dall'IA di un preprint non sottoposto a revisione paritaria. Non è un consiglio medico. Non prendere decisioni sulla salute basandoti su questo contenuto. Leggi il disclaimer completo
La domanda globale di carne è in aumento, eppure i metodi tradizionali di allevamento del bestiame affrontano sfide crescenti legate all'impatto ambientale, all'uso delle risorse e al benessere animale. In risposta, gli scienziati si sono rivolti a un concetto noto come carne coltivata, che consiste nel far crescere cellule animali direttamente in tessuto edibile all'interno di un ambiente controllato, evitando la necessità di allevare e macellare animali. Per rendere questo una realtà su larga scala, i ricercatori devono risolvere diversi enigmi difficili. Devono trovare cellule animali che possano crescere indefinitamente senza esaurirsi, sviluppare miscele di nutrienti liquidi che non dipendano dal siero di sangue animale e progettare grandi serbatoi in grado di contenere queste cellule mentre si moltiplicano. Senza una linea cellulare che sia sia sicura che capace di prosperare in queste condizioni industriali, il sogno della produzione di massa di carne coltivata rimane fuori portata.
Un team di ricercatori ha ora compiuto un passo significativo verso la risoluzione di questo enigma, creando un nuovo tipo di cellula suina che può crescere continuamente in un ambiente liquido senza alcuna modifica genetica. Lavorando con tessuto proveniente da un maialeone di una settimana, gli scienziati sono partiti da una popolazione standard di cellule muscolari e le hanno gradualmente spostate da una superficie piatta a una sospensione fluttuante all'interno di un liquido privo di siero. Questa transizione è stata difficile; le cellule inizialmente hanno faticato, con la loro crescita che rallentava drasticamente mentre si adattavano al nuovo stile di vita fluttuante. Tuttavia, nel corso di circa dieci mesi, un sottoinsieme di queste cellule è sopravvissuto e ha iniziato a moltiplicarsi rapidamente di nuovo. Alla fine del periodo di adattamento, queste cellule si erano divise più di 255 volte, un traguardo che conferma che sono diventate immortalizzate, il che significa che possono continuare a crescere indefinitamente senza i limiti usuali che causano l'arresto della divisione nelle cellule normali.
Ciò che rende questa scoperta particolarmente degna di nota è come le cellule siano cambiate durante questo processo. Mentre si adattavano a fluttuare nel liquido, le cellule hanno cambiato la loro identità. Sono iniziate come cellule simili al muscolo, ma si sono gradualmente trasformate in uno stato che somigliava a cellule costruttrici di grasso. Sebbene abbiano perso la capacità di tornare a essere tessuto muscolare, hanno acquisito una forte capacità di accumulare grasso quando stimolate. Questo cambiamento non è stato causato dagli scienziati che hanno modificato il DNA della cellula; al contrario, è accaduto spontaneamente mentre le cellule selezionavano i tratti che permettevano loro di sopravvivere nel nuovo ambiente. I ricercatori hanno confermato che queste cellule sono sicure da usare, non mostrando segni di diventare cancerose nei test di laboratorio o nei topi, e possiedono la capacità di riparare il proprio DNA quando danneggiato.
Per dimostrare che questa linea cellulare potesse essere utilizzata per la reale produzione alimentare, il team ha testato diversi modi per coltivarle in grandi quantità. Hanno confrontato tre metodi: un processo standard a lotti in cui i nutrienti vengono aggiunti una sola volta, un metodo a flusso continuo che sostituisce costantemente il liquido e un metodo semi-continuo in cui una parte delle cellule viene raccolta regolarmente mentre il resto rimane per continuare a crescere. L'approccio semi-continuo si è rivelato il più efficiente, producendo la maggiore massa cellulare utilizzando la minor quantità di polvere di nutrienti secchi per chilogrammo di biomassa umida. Il team ha poi scalato questo processo in un bioreattore massiccio da 2.000 litri. In questo grande serbatoio, sono riusciti a produrre quasi 97 chilogrammi di biomassa cellulare umida in un breve periodo. Il materiale risultante era ricco di proteine e grassi e, quando mescolato con proteine di soia per creare un involtino primaverile ibrido, ha performato bene nei test di gusto e di odore, dimostrando che le cellule possono essere integrate in veri prodotti alimentari.
Questo lavoro dimostra che è possibile creare una fonte stabile, sicura e scalabile di cellule suine per la carne coltivata senza utilizzare l'ingegneria genetica. Dimostrando che queste cellule possono prosperare in un grande serbatoio di dimensioni industriali utilizzando un processo conveniente, lo studio fornisce una via pratica per produrre biomassa suina su una scala che potrebbe eventualmente soddisfare le esigenze commerciali. I risultati suggeriscono che il futuro della carne coltivata potrebbe non richiedere complessi ritocchi genetici, quanto piuttosto una comprensione attenta di come le cellule si adattano naturalmente al loro ambiente, permettendo agli scienziati di sfruttare questi cambiamenti per costruire un sistema alimentare sostenibile.
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