Die brasilianische Agrarforschungsgesellschaft (Embrapa) produziert Fleisch im Labor. Das Experiment opfert keine Tiere und hat keine Auswirkungen auf die Umwelt, wie es bei der Viehhaltung der Fall ist, die durch Abholzung der Wälder und den Ausstoß von Methangas den Treibhauseffekt verschlimmert. Angeführt wird die Innovation von Embrapa Swine and Poultry mit Sitz in Concórdia (SC), das bereits Prototypen von Hähnchenbrustfilets hergestellt hat, und vom Nanobiotechnology Laboratory (LNANO) von Embrapa Genetic Resources and Biotechnology (Cenargen) mit Sitz in Brasília. Verwandte Neuigkeiten: Embrapa stellt im Labor vegane Lachs-, Kaviar- und Tintenfischringe her. Embrapa erzeugt nährstoffreicheren Kalkstein, der feuchtigkeits- und windbeständig ist. Das Labor entwickelte pflanzlich bedruckte Lebensmittelproben wie Lachsfilet, Kaviar und Tintenfischringe. Naiara Milagres Augusto da Silva, Cenargen-Analystin, erklärt die von Embrapa verwendeten Techniken. Foto: Valter Campanato/Agência Brasil Bei dieser Technik wird eine Zellprobe lebender Tiere vervielfacht, was einer kleinen Biopsie entspricht. Die extrahierte Probe wird in vitro in einem flüssigen Medium kultiviert, das reich an Sauerstoff und Nährstoffen – wie Glukose, Aminosäuren und Mineralsalzen – ist, die die Zellvermehrung ermöglichen. Bei der Produktion von kultiviertem Fleisch kommen Techniken des Tissue Engineering zum Einsatz, um beschädigtes biologisches Gewebe zu reparieren, und Techniken der zellulären Biotechnologie, bei denen lebende Zellen oder Teile davon zur Behandlung biologischer Probleme eingesetzt werden. Die Ressourcen sind in der regenerativen Medizin üblich. „Es ist uns gelungen, die verschiedenen Zellen zu isolieren, aus denen lebendes Muskelgewebe besteht. Die Probe enthält eine Handvoll Muskelzellen, einige Fettzellen und Bindegewebszellen. Daraus wählen wir die gewünschte Zelle aus und konzentrieren uns darauf, diesen Zelltyp in großen Mengen zu vermehren“, erklärt die Tierärztin Naiara Milagres Augusto da Silva, Analystin bei Cenargen. Physische Verankerung Das Wachstum von Muskelgewebe in Kulturfleisch erfordert eine Oberfläche zur physikalischen Verankerung, die die extrazelluläre Matrix natürlicher biologischer Systeme nachahmt. Diese biomimetischen Strukturen können faserige Gerüste und kugelförmige Mikroträger sein, die Elektronen zu adhärenten Zellen transportieren. „Während faserige Gerüste die Zellorientierung, Muskeldifferenzierung und die dreidimensionale Organisation des kultivierten Gewebes unterstützen, begünstigen kugelförmige Mikroträger die Zellexpansion in Suspension, vergrößern die für das Wachstum verfügbare Fläche und tragen zur groß angelegten Produktion von Muskelgewebe bei“, heißt es in einer technischen Mitteilung von Embrapa, auf die Agência Brasil Zugriff hatte. Dem Vermerk zufolge sind Träger und Mikroträger für die Entwicklung der Eigenschaften von Laborfleisch von grundlegender Bedeutung. „Zusätzlich zu den biologischen Funktionen beeinflussen diese Strukturen direkt die technologischen und sensorischen Eigenschaften von Kulturfleisch, einschließlich Textur, Festigkeit, Wasserretention und Kauwahrnehmung.“ Pflanzliche Proteine Biomaterialien aus pflanzlichen Proteinen, die als Strukturen dienen können, an denen kultivierte Fleischzellen anhaften und sich vermehren. Foto: Valter Campanato/Agência Brasil Der Schwerpunkt der Arbeit des Cenargen Nanobiotechnology Laboratory liegt auf der Entwicklung von Biomaterialien (Inputs) aus pflanzlichen Proteinen, die als Strukturen dienen können, an denen kultivierte Fleischzellen anhaften und sich vermehren. Dies ist der Fall bei Netzen aus nanometergroßen Fasern. Mit bloßem Auge sehen sie aus wie ein Stück Papier, aber unter dem Mikroskop lässt sich eine poröse Oberfläche beobachten, die wie die extrazelluläre Matrix in einem lebenden Organismus funktioniert, wo Zellen aneinander haften und zusammenkommen. „Wir haben versucht, Fleisch aus tierischen Zellen herzustellen, aber unter Verwendung verschiedener Rohstoffe natürlichen Ursprungs – essbare und pflanzliche –, damit wir bei diesem Prozess weniger auf die Verwendung von Tieren angewiesen sind“, erklärt Naiara da Silva. essbarer Film Ein weiteres Produkt aus dem Labor ist eine essbare Folie, die als Hülle für die Hülle von Würstchen, beispielsweise Würstchen, die im Kulturfleischverfahren hergestellt werden, dient. Der Prototyp soll im Jahr 2027 fertiggestellt sein. „Bis Mitte nächsten Jahres wird er als technologischer Vermögenswert von Embrapa zu sehen sein“, prognostiziert der Biologe Luciano Paulino da Silva, ein Forscher, der bei LNANO unter anderem Experimente mit kultiviertem Fleisch koordiniert. Dem Experten zufolge könnten die Experimente rund um das kultivierte Fleisch nach Abschluss verschiedene Partner gewinnen, die sich auf die Anwendung spezifischer Produkte für industrielle Produktions- und Vermarktungszwecke spezialisiert haben. Als Hülle für die Wursthülle dient eine Essfolie. Foto: Valter Campanato/Agência Brasil Verordnung Große brasilianische Agrarunternehmen und Start-ups verfügen über Forschungseinheiten für kultiviertes Fleisch. Im Jahr 2023 veröffentlichte die National Health Surveillance Agency (Anvisa) die Resolution RDC Nr. 839, einen Regulierungsrahmen für im Labor gezüchtetes Fleisch. Auch andere Länder wie Singapur, Australien, die Vereinigten Staaten, Israel und Australien entwickeln kultiviertes Fleisch und verfügen über behördliche und kommerzielle Genehmigungen. Die Erfahrungen bei LNANO wurden in einem wissenschaftlichen Artikel in der Zeitschrift Foods des Schweizer Verlags MDPI (Abkürzung im Englischen für Multidisciplinary Digital Publishing Institute) dokumentiert, der auf Open-Access-Zeitschriften zu Wissenschaft und Technologie spezialisiert ist.