Cellules musculaires squelettiques bovines cultivées en présence de myoglobine (au centre) ou d'hémoglobine (à droite). Crédit :Robin Simsa et David Kaplan, Université Tufts
La viande cultivée pourrait réduire les ressources nécessaires à la production de viande, avec une empreinte environnementale moindre par rapport à l'élevage.
Une équipe de chercheurs dirigée par l'Université Tufts explorant le développement de la viande de culture a découvert que l'ajout de la myoglobine, une protéine porteuse de fer, améliore la croissance, la texture et la couleur des muscles bovins issus de cellules en culture. Ce développement est une étape vers l'objectif ultime de la culture de viande à partir de cellules animales d'élevage pour la consommation humaine.
Les chercheurs ont découvert que la myoglobine augmentait la prolifération et l'activité métabolique des cellules satellites du muscle bovin. L'ajout de myoglobine ou d'hémoglobine a également entraîné un changement de couleur plus comparable à celui du bœuf. Les résultats, publiés le 21 octobre 2019, dans FOODS , indiquent les avantages potentiels de l'ajout de protéines hémiques aux milieux cellulaires pour améliorer la couleur et la texture de la viande cultivée à partir de cellules.
"Le goût, la couleur et la texture seront essentiels à l'acceptation de la viande cultivée par les consommateurs", a déclaré David Kaplan, professeur d'ingénierie de la famille Stern à la Tufts University School of Engineering et auteur correspondant de l'étude. "Si notre objectif est de faire quelque chose de similaire à un steak, nous devons trouver les bonnes conditions pour que les cellules se développent et reproduisent la formation du muscle naturel. L'ajout de myoglobine semble être un ajout important à la recette qui nous rapproche de cet objectif », a ajouté Kaplan, président du Département de génie biomédical et membre du corps professoral du programme à la Sackler School of Graduate Biomedical Sciences à Tufts.
La justification du développement de la viande cultivée (également appelée « viande cultivée en laboratoire », « agriculture cellulaire » ou « viande à base de cellules ») est la possibilité de réduire la quantité de ressources nécessaires à la production de viande, ainsi que de réduire considérablement sa empreinte environnementale relative à l'élevage. L'élevage a été associé à des émissions de gaz à effet de serre, à des problèmes de résistance aux antibiotiques, à des problèmes de bien-être animal et à des problèmes d'utilisation des terres, tels que le défrichement des forêts tropicales amazoniennes. La capacité de faire pousser de la viande de culture dans un bioréacteur, comme dans l'ingénierie tissulaire, pourrait potentiellement atténuer ces problèmes. Cependant, il reste encore beaucoup à faire pour développer les cellules de manière à reproduire la texture, la couleur et la saveur de la viande d'origine naturelle.
Les substituts de viande à base de plantes comme l'Impossible Burger ont incorporé des protéines hémiques de soja, ce qui rend le produit plus semblable à la viande en apparence et en goût. L'équipe de recherche dirigée par Tufts a émis l'hypothèse que l'ajout de protéines hémiques à la culture de cellules de viande pourrait non seulement avoir un effet similaire, mais également améliorer la croissance des cellules musculaires qui ont besoin des protéines hémiques pour prospérer.
La myoglobine est un composant naturel du muscle et l'hémoglobine se trouve dans le sang. En tant que protéines hémiques, les deux contiennent des atomes de fer qui sont responsables du goût naturel sanglant et légèrement «métallique» du bœuf. Les chercheurs ont découvert que l'ajout d'hémoglobine ou de myoglobine modifie la couleur du muscle bioartificiel en une teinte de viande brun rougeâtre. La myoglobine, cependant, était bien meilleure pour favoriser la prolifération cellulaire et la différenciation des BSC en cellules musculaires matures, et mieux pour aider les cellules à former des fibres et à ajouter une couleur riche semblable à celle de la viande.
"Nous savions que la myoglobine avait un rôle important à jouer dans la croissance musculaire, car c'est l'une des protéines les plus abondantes dans les cellules musculaires", a déclaré le premier auteur de l'étude, Robin Simsa, titulaire d'un doctorat industriel. étudiant européen qui a mené les études pendant son séjour à la Tufts University School of Engineering. « Il est possible que la myoglobine apporte de l'oxygène aux mitochondries des cellules, augmentant leur énergie et les aidant à proliférer. Plus qu'un simple ingrédient pour la couleur, la teneur en fer et potentiellement la saveur, la myoglobine pourrait également être un élément important dans la production à grande échelle de viande à base de cellules pour augmenter le rendement cellulaire. »
Référence :"Extracellular Heme Proteins Influence Bovine Myosatellite Cell Proliferation and the Color of Cell-Based Meat" par Robin Simsa, John Yuen, Andrew Stout, Natalie Rubio, Per Fogelstrand et David L. Kaplan, 21 octobre 2019, FOODS .
DOI :10.3390/aliments8100521
Parmi les autres auteurs ayant contribué à l'étude figurent John Yuen, Andrew Stout et Natalie Rubio, tous étudiants diplômés de la Tufts University School of Engineering et travaillant sur les objectifs de l'agriculture cellulaire; et Per Fogelstrand de l'Université de Göteborg, en Suède, le superviseur PI de Robin Simsa.
Ce travail a été soutenu par les National Institutes of Health (#P41EB002520) et New Harvest. Simsa a été soutenu par le programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union européenne dans le cadre de la subvention Marie Skłodowska-Curie #722779, menée au sein du réseau "Training 4 Cell Regenerative Medicine" (T4CRM). Le contenu relève de la seule responsabilité des auteurs et ne représente pas nécessairement les opinions officielles des National Institutes of Health.
