Starszy autor pracy, Shoji Takeuchi z Uniwersytetu Tokijskiego podkreśla, że opracowana przez jego zespół strategia pozwala produkować jednolite kawałki mięsa in vitro - z odpowiednim sposobem rozmieszczenia różnych rodzajów komórek, o ich właściwym ułożeniu względem siebie i kurczliwości. Stanowi to praktyczną alternatywę wobec innych metod i może wpłynąć nie tylko na produkcję żywności, ale i na medycynę regeneracyjną, obszar testowania leków czy robotykę hybrydową.

Trudną do przeskoczenia przeszkodą w laboratoryjnym odtworzeniu tkanek na dużą skalę jest stworzenie w nich sieci naczyń o odpowiednim układzie. A to one są kluczem do odżywiania włókiem mięśniowych. Bez zintegrowanego układu krążenia przyrost tkanki mięśniowej pozostaje ograniczony - taka tkanka osiąga wielkość 1 mm, a uzyskanie próbki o średnicy 1 cm - nie mówiąc o większych kawałkach tkanki o gęsto upakowanych komórkach - pozostaje wyzwaniem.

Takeuchi i jego zespół spróbował rozwiązać ten problem, wykorzystując puste w środku, półprzepuszczalne włókna z membran, które naśladują działanie naczyń krwionośnych i ich zdolność do dostarczania składników odżywczych do hodowanych tkanek. "Takie włókna są już powszechnie wykorzystywane w domowych filtrach wody i w urządzeniach do dializy. Niesamowicie jest odkryć, że te drobne włókna mogą też skutecznie wspomóc w tworzeniu sztucznej tkanki, a w przyszłości być może również całych organów" - mówi naukowiec.

Autorzy publikacji (DOI 10.1016/j.tibtech.2025.02.022) wyprodukowali dotychczas kawałek mięsa kurczaka o średnicy jednego centymetra. Jest to tkanka mięśniowa (mięsień szkieletowy), uzyskana w bioreaktorze HFB (Hollow Fiber Bioreactor), zawierająca grupę 50 pustych wewnątrz włókien. Dzięki zastosowaniu robota fragmenty te "poskładano" następnie w większe kawałki. Ostateczny produkt to kawałki "kurczaka", ważące ponad 10 gramów.

"Mięso wyprodukowane w laboratorium stanowi zrównoważoną, etyczną alternatywę dla tradycyjnego mięsa - mówi Takeuchi. - Jednak odtworzenie tekstury i smaku typowego dla większych kawałków jest trudne. Nasza technologia pozwala na produkcję mięsa o konkretnej strukturze, o ulepszonej teksturze i smaku, prawdopodobnie przyspieszając jego dostępność na rynku. Oprócz zastosowań spożywczych, ta platforma może wpłynąć też na medycynę regeneracyjną i miękką robotykę".

Według Takeuchi dodatkowe wyzwania obejmują określenie długoterminowych skutków perfuzji (przepływ płynu ustrojowego, np. krwi, przez tkankę - przyp. red.) na jakość tkanki, dostosowanie technologii do produkcji organów i tworzenia robotów biohybrydowych oraz dalsze ulepszanie mechanicznych właściwości i strukturalnej integralności tkanki, aby lepiej naśladowała ona cechy prawdziwej tkanki mięśniowej.

"Pokonaliśmy problem +unaczynienia+ grubych kawałków tkanki, rozmieszczając puste w środku rurki membranowe, co wymaga zachowania precyzji w mikroskali" - mówi Takeuchi. Dodał, że do rozwiązania pozostaje kwestia poprawy zaopatrzenia większych tkanek w tlen, usuwania włókien membranowych po uzyskaniu odpowiedniej wielkości mięśnia, i przejście na materiały bezpieczne do stosowania w żywności. (PAP)

zan/ agt/