Modifizierte Bionanopartikel als Carrier für Wachstumsfaktoren und Peptide, die die Zellanhaftung, -vermehrung und -differenzierung fördern, um die Produktion von kostengünstigem Kulturfleisch zu verbessern

Die konventionelle Tierhaltung stellt eine große Herausforderung für den Tierschutz, die ökologische Nachhaltigkeit und die öffentliche Gesundheit dar. Da die Weltbevölkerung bis 2050 auf 9,7 Milliarden Menschen anwachsen wird, wird ein starker Anstieg der Nachfrage nach Fleisch erwartet, was diese Probleme noch verschärfen wird. Die derzeitigen Praktiken beinhalten eine unmenschliche Behandlung der Tiere und einen hohen Einsatz von Antibiotika, was zur Antibiotikaresistenz beiträgt und das Risiko einer Krankheitsübertragung vom Tier auf den Menschen erhöht. Darüber hinaus verbraucht die Tierhaltung erhebliche natürliche Ressourcen und verursacht erhebliche Treibhausgasemissionen. Trotz dieser Nachteile steigt der weltweite Fleischkonsum weiter an, was die dringende Notwendigkeit sicherer, nachhaltigerer und ethischerer Alternativen deutlich macht.

Kultiviertes Fleisch, das durch die In-vitro-Züchtung tierischer Stammzellen hergestellt wird, stellt eine vielversprechende Alternative zur konventionellen Fleischproduktion dar. Es stützt sich auf Techniken der Gewebezüchtung, um die Zelldifferenzierung in Muskelgewebe zu steuern und so Produkte zu erzeugen, die traditionellem Fleisch sehr ähnlich sind. Ein großes Hindernis für die Skalierbarkeit sind jedoch die Kosten für Zellkulturmedien, die üblicherweise mit teuren Wachstumsfaktoren oder fötalem Rinderserum (FBS) angereichert werden, was ethisch problematisch ist und aus der Schlachtung von Tieren gewonnen wird.

Das Projekt »NanoMeat« bietet eine kostengünstigere und ethisch vertretbare Lösung durch den Einsatz von Gerüsten mit Trägern für die Zelladhäsion und die Abgabe rekombinanter Wachstumsfaktoren, was die Vorteile einer kontrollierten Freisetzung, einer höheren Wirksamkeit und geringerer Kosten mit sich bringt. Das NanoMeat-Projekt zielt darauf ab, pflanzliche virusähnliche Nanopartikel (VNPs/VLPs) als Träger für Wachstumsfaktoren und Zelladhäsionspeptide zu nutzen, die in 3D-Hydrogele oder Gerüste eingebettet sind, um kultiviertes Fleisch kostengünstig herzustellen.

Das Fraunhofer IME wird die optimale Konzentration der gentechnisch hergestellten VNPs für die Zellverträglichkeit in 2D-Zellkulturen bestimmen und die Proliferation, Differenzierung und Reifung von tierischen Zellen in 3D-Hydrogelen/Gerüsten, die RGD-Peptide und Wachstumsfaktoren enthalten, bewerten – alles in FBS-freiem Medium.