گوشت مرغ در آزمایشگاه تولید شد

به گزارش خبرگزاری آنا، یک سیستم بیوراکتور نوآورانه با استفاده از فیبر‌های توخالی برای رساندن مواد مغذی به بافت‌های کشت‌شده در آزمایشگاه، تولید گوشت مرغ کشت‌شده را در مقیاس بزرگ و با بافتی شبیه به گوشت طبیعی ممکن ساخته است. این بیوراکتور جدید که عملکرد سیستم گردش خون را تقلید می‌کند، توانسته است بیش از ۱۰ گرم بافت عضله مرغ تولید کند و پیشرفت قابل توجهی در توسعه گوشت کشت‌شده ایجاد کند. این سیستم با تحویل مستقیم اکسیژن و مواد مغذی به بافت مصنوعی، شرایط لازم برای رشد مداوم سلول‌ها را فراهم می‌کند. نتایج این تحقیقات در مجله Trends in Biotechnology منتشر شده است.

گوشت مرغ کشت‌شده یا گوشت مرغ آزمایشگاهی  به گوشتی گفته می‌شود که به جای پرورش طبیعی حیوانات، در آزمایشگاه و با استفاده از سلول‌های زنده تولید می‌شود. در این فرآیند، سلول‌های عضله یا سلول‌های بنیادی مرغ (که از نمونه‌های بیولوژیکی حیوان گرفته شده‌اند) در محیط کشت مناسب و تحت شرایط خاصی رشد داده می‌شوند تا به بافت‌های گوشت شبیه به گوشت طبیعی تبدیل شوند.

شوجی تاکوچی، نویسنده ارشد از دانشگاه توکیو می‌گوید: «مطالعه ما یک رویکرد مقیاس‌پذیر و جامع برای تولید گوشت کشت‌شده کامل ارائه می‌دهد که از یک بیوراکتور فیبر توخالی قابل تزریق استفاده می‌کند. این سیستم به توزیع سلول‌ها، همترازی آنها، انقباض‌پذیری و بهبود ویژگی‌های مرتبط با غذا کمک می‌کند. این روش نه تنها جایگزینی عملی برای روش‌های مبتنی بر عروق خونی است، بلکه می‌تواند در زمینه‌هایی مانند پزشکی بازساختی، آزمایش دارو‌ها و رباتیک زیستی-ترکیبی نیز تأثیرگذار باشد. یکی از چالش‌های اصلی در مهندسی بافت‌های بزرگ مقیاس، عدم کفایت انتشار (دیفیوژن) در رساندن مواد مغذی و اکسیژن به نقاط دور از سطح است. بدون وجود یک سیستم گردش خون یکپارچه، ضخامت بافت معمولاً به کمتر از ۱ میلی‌متر محدود می‌شود. این محدودیت، رشد بافت‌های بزرگ‌تر و متراکم‌تر سلولی، که برای تولید گوشت کشت‌شده یا کاربرد‌های پزشکی ضروری است، را دشوار کرده بود.»

تاکوچی ادامه می‌دهد: «ما از فیبر‌های توخالی نیمه‌تراوا استفاده می‌کنیم که در توانایی خود برای رساندن مواد مغذی به بافت‌ها، شبیه رگ‌های خونی عمل می‌کنند. این فیبر‌ها از قبل در فیلتر‌های آب خانگی و دستگاه‌های دیالیز برای بیماران مبتلا به بیماری کلیه به کار می‌روند. کشف این موضوع هیجان‌انگیز است که این فیبر‌های کوچک می‌توانند به طور مؤثر در ایجاد بافت‌های مصنوعی و حتی در آینده، کل اندام‌ها کمک کنند. این بیوراکتور فیبر توخالی نشان‌دهنده پیشرفتی چشمگیر است.»

به گزارش scitechdaily، نویسندگان این تحقیق با استفاده از یک بیوراکتور فیبر توخالی (HFB) شامل آرایه‌ای از ۵۰ فیبر توخالی، موفق به تولید بافت عضله اسکلتی مرغ در مقیاس سانتی‌متر شدند. علاوه بر این، آنها یک سیستم مونتاژ به کمک ربات برای ساخت یک HFB حاوی ۱٬۱۲۵ فیبر را پیاده‌سازی کردند و با استفاده از سلول‌های فیبروبلاست مرغ (که بخشی از بافت همبند را تشکیل می‌دهند)، گوشت مرغ کامل به وزن بیش از ۱۰ گرم تولید کردند.

تاکوچی می‌گوید: «گوشت کشت‌شده یک جایگزین پایدار و اخلاقی برای گوشت مرسوم ارائه می‌دهد، اما تقلید بافت و طعم گوشت کامل همچنان چالش‌برانگیز است. فناوری ما تولید گوشت ساختاریافته با بافت و طعم بهبودیافته را ممکن می‌سازد که می‌تواند به طور بالقوه تجاری‌سازی آن را تسریع کند. فراتر از غذا، این پلتفرم ممکن است در پزشکی بازساختی و رباتیک نرم نیز تأثیرگذار باشد.»

به گفته تاکوچی، چالش‌های بیشتری برای تحقیقات آینده وجود دارد، از جمله تعیین اثرات بلندمدت پرفیوژن بر کیفیت بافت، سازگار کردن این فناوری برای ساخت اندام‌ها و رباتیک زیستی-ترکیبی، و بهبود خواص مکانیکی و یکپارچگی ساختاری بافت برای شبیه‌تر شدن به ویژگی‌های بافت عضلانی طبیعی.

تاکوچی می‌گوید: «ما با آرایش دقیق فیبر‌های توخالی در مقیاس میکروسکوپی، چالش ایجاد پرفیوژن در بافت‌های ضخیم را برطرف کردیم. چالش‌های باقی‌مانده شامل بهبود تحویل اکسیژن در بافت‌های بزرگ‌تر، خودکارسازی فرآیند حذف فیبرها، و انتقال به مواد غذاساز (Food-safe) است. راه‌حل‌های ممکن شامل استفاده از حامل‌های اکسیژن مصنوعی برای تقلید از گلبول‌های قرمز، مکانیزم‌های حذف دسته‌ای که فیبر‌ها را به طور کارآمد در یک عملیات حذف می‌کنند، و استفاده از فیبر‌های توخالی خوراکی یا قابل بازیافت است.»