Con l’aumento della popolazione mondiale, la carne coltivata o coltivata in laboratorio – cellule muscolari e adipose animali coltivate in condizioni di laboratorio – è emersa come un potenziale modo per soddisfare i futuri fabbisogni proteici. E proteine vegetali commestibili e poco costose potrebbero essere utilizzate per coltivare queste colture cellulari. Ora, i ricercatori in ACS Scienza e ingegneria dei biomateriali riferiscono che la glutenina, proteina del grano non allergenica, ha fatto crescere con successo strati muscolari striati e strati di grasso piatti, che potrebbero essere combinati per produrre consistenze simili alla carne.
Le cellule coltivate necessitano di una base o di un’impalcatura a cui aderire per produrre carne coltivata in laboratorio. Le proteine vegetali sono candidati allettanti per le impalcature perché sono commestibili, abbondanti e poco costose. Precedenti ricercatori avevano dimostrato che una pellicola a base vegetale composta da glutenina era una base efficace per coltivare le cellule muscolari scheletriche della mucca. Ma affinché questa tecnica produca un’alternativa promettente simile alla carne, le cellule muscolari devono formare fibre allineate, simili alla consistenza dei tessuti reali. Inoltre, il grasso deve essere incluso nella struttura 3D per replicare la composizione dei tradizionali prodotti a base di carne. Per trarre vantaggio dall’utilizzo della glutenina, una proteina contenuta nel glutine a cui le persone celiache o sensibili al glutine in genere non reagiscono, Ya Yao, John Yuen, Jr., Chunmei Li, David Kaplan e colleghi volevano sviluppare film a base vegetale con esso per far crescere cellule muscolari strutturate e strati di grasso.
I ricercatori hanno isolato la glutenina dal glutine di frumento e hanno formato pellicole piatte e a creste. Quindi hanno depositato sulle basi proteiche le cellule di topo che si sviluppano nel muscolo scheletrico e hanno incubato le pellicole ricoperte di cellule per due settimane. Le cellule crescevano e proliferavano sia sulle pellicole piatte che su quelle increspate. Come previsto, rispetto alle cellule coltivate su film di controllo in gelatina, la prestazione dei film a base di glutenina è stata inferiore ma sufficiente. I ricercatori affermano che è necessario lavorare ulteriormente per migliorare il modo in cui le cellule si attaccano alla pellicola di origine vegetale per avvicinarsi alla crescita sul biomateriale di derivazione animale. Durante la seconda settimana di coltura, le cellule sulla pellicola modellata formavano lunghi fasci paralleli, ricreando la struttura fibrosa dei muscoli animali.
In un altro test, le cellule di topo che producono tessuti adiposi sono state depositate su pellicole piatte di glutenina. Durante il periodo di incubazione, man mano che le cellule proliferavano e si differenziavano, producevano depositi visibili di lipidi e collagene.
Gli strati di carne e grasso coltivati attaccati alle pellicole di glutenina commestibili potrebbero essere impilati per formare una proteina alternativa tridimensionale simile alla carne. Poiché il materiale di base della glutenina ha supportato la crescita sia del muscolo animale testurizzato che degli strati di grasso, i ricercatori affermano che potrebbe essere utilizzato in un approccio per prodotti a base di carne coltivata più realistici.
Gli autori riconoscono il finanziamento di MilliporeSigma e del Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti. Alcuni autori sono dipendenti di MilliporeSigma, Inc.
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