Cellule muscolari scheletriche bovine cresciute in presenza di mioglobina (al centro) o emoglobina (a destra). Credito:Robin Simsa e David Kaplan, Tufts University
La carne allevata potrebbe ridurre le risorse necessarie per la produzione di carne, con un impatto ambientale inferiore rispetto all'allevamento di animali.
Un team di ricercatori guidati dalla Tufts University che ha esplorato lo sviluppo della carne coltivata ha scoperto che l'aggiunta della mioglobina proteica che trasporta il ferro migliora la crescita, la consistenza e il colore del muscolo bovino cresciuto dalle cellule in coltura. Questo sviluppo è un passo verso l'obiettivo finale di coltivare carne da cellule di animali da allevamento per il consumo umano.
I ricercatori hanno scoperto che la mioglobina aumenta la proliferazione e l'attività metabolica delle cellule satelliti del muscolo bovino. L'aggiunta di mioglobina o emoglobina ha anche portato a un cambiamento di colore più paragonabile alla carne bovina. I risultati, pubblicati il 21 ottobre 2019, in FOODS , indicano i potenziali vantaggi dell'aggiunta di proteine eme al supporto cellulare per migliorare il colore e la consistenza della carne coltivata in cellule.
"Gusto, colore e consistenza saranno fondamentali per l'accettazione da parte dei consumatori della carne coltivata", ha affermato David Kaplan, professore di ingegneria della famiglia Stern presso la Tufts University School of Engineering e corrispondente autore dello studio. “Se il nostro obiettivo è fare qualcosa di simile a una bistecca, dobbiamo trovare le condizioni giuste per la crescita delle cellule che replichino la formazione del muscolo naturale. L'aggiunta di mioglobina sembra essere un'aggiunta in più importante alla ricetta che ci avvicina a tale obiettivo", ha aggiunto Kaplan, presidente del Dipartimento di ingegneria biomedica e membro della facoltà del programma presso la Sackler School of Graduate Biomedical Sciences di Tufts.
La logica per lo sviluppo della carne coltivata (indicata anche come "carne allevata in laboratorio", "agricoltura cellulare" o "carne a base di cellule") è il potenziale per ridurre la quantità di risorse necessarie nella produzione di carne, oltre a ridurne significativamente la impronta ambientale relativa alla zootecnia. L'allevamento di animali è stato associato a emissioni di gas serra, problemi di resistenza agli antibiotici, problemi di benessere degli animali e problemi di utilizzo del suolo, come lo sgombero delle foreste pluviali amazzoniche. La capacità di coltivare carne coltivata in un bioreattore, come nell'ingegneria dei tessuti, potrebbe potenzialmente alleviare questi problemi. Tuttavia, resta ancora molto da fare per far crescere le cellule in modo da replicare la consistenza, il colore e il sapore della carne di origine naturale.
I sostituti della carne a base vegetale come l'Impossible Burger hanno incorporato le proteine eme della soia, che rendono il prodotto più simile alla carne nell'aspetto e nel gusto. Il team di ricerca guidato da Tufts ha ipotizzato che l'aggiunta di proteine dell'eme alla coltura cellulare della carne potrebbe non solo avere un effetto simile, ma potrebbe anche migliorare la crescita delle cellule muscolari che richiedono le proteine dell'eme per prosperare.
La mioglobina è un componente naturale dei muscoli e l'emoglobina si trova nel sangue. In quanto proteine eme, entrambe trasportano atomi di ferro che sono responsabili del naturale sapore sanguinante e leggermente "metallico" della carne bovina. I ricercatori hanno scoperto che l'aggiunta di emoglobina o mioglobina cambia il colore del muscolo bioartificiale in una tonalità marrone-rossastra simile alla carne. La mioglobina, tuttavia, era molto migliore nel promuovere la proliferazione cellulare e la differenziazione delle BSC nelle cellule muscolari mature e nell'aiutare le cellule a formare fibre e ad aggiungere un ricco colore simile alla carne.
"Sapevamo che la mioglobina ha un ruolo importante da svolgere nella crescita muscolare, in quanto è una delle proteine più abbondanti nelle cellule muscolari", ha affermato il primo autore dello studio Robin Simsa, un dottorato di ricerca industriale. studente dall'Europa che ha condotto gli studi durante il suo soggiorno di borsa di studio presso la Tufts University School of Engineering. “È possibile che la mioglobina porti ossigeno ai mitocondri della cellula, aumentando la loro energia e aiutandoli a proliferare. Più che un semplice ingrediente per il colore, il contenuto di ferro e potenzialmente il sapore, la mioglobina potrebbe anche essere un elemento importante nella produzione su larga scala di carne a base cellulare per aumentare la resa cellulare".
Riferimento:"Extracellular Heme Proteins Influence Bovine Myosatellite Cell Proliferation and the Color of Cell-Based Meat" di Robin Simsa, John Yuen, Andrew Stout, Natalie Rubio, Per Fogelstrand e David L. Kaplan, 21 ottobre 2019, ALIMENTI .
DOI:10.3390/foods8100521
Altri autori che hanno contribuito allo studio includono John Yuen, Andrew Stout e Natalie Rubio, tutti studenti laureati presso la Tufts University School of Engineering e che lavorano su obiettivi di agricoltura cellulare; e Per Fogelstrand dell'Università di Göteborg, Svezia, supervisore PI per Robin Simsa.
Questo lavoro è stato sostenuto dal National Institutes of Health (#P41EB002520) e New Harvest. Simsa è stata supportata dal programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell'Unione Europea nell'ambito della sovvenzione Marie Skłodowska-Curie n. 722779, condotta all'interno della rete "Training 4 Cell Regenerative Medicine" (T4CRM). Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresenta necessariamente il punto di vista ufficiale del National Institutes of Health.
