تقنيات اللحوم ليست جديدة - تعد مزارع الخلايا أدوات شائعة في العلوم، ولكن تطويرها على نطاق واسع لتلبية طلب المجتمع على اللحوم سيتطلب المزيد من التطوير

قد تكون كبيرًا بما يكفي لتتذكر العبارة الشهيرة "أين اللحم البقري؟"إعلانات ويندي التجارية.قد يتم طرح هذا السؤال في سياق مختلف منذ ذلك الحين نحن.وافق المنظمون بيع لحوم الدجاج المعملية المصنعة من الخلايا المزروعة في يونيو 2023.

إن زراعة الخلايا الحيوانية في المختبر ليست جديدة.لقد قام العلماء بزراعة الخلايا الحيوانية في بيئات صناعية منذ الخمسينيات, ، مع التركيز في البداية على دراسة علم الأحياء التنموي والسرطان.وتبقى هذه التقنية واحدة من الأدوات الرئيسية في أبحاث علوم الحياة، وخاصة بالنسبة لعلم الأحياء تطوير المخدرات.

ما هي ثقافات الخلية؟

عادة ما يتم زراعة مزارع الخلايا باستخدام أي منهما وسائل النمو الطبيعية أو الاصطناعية.تشتمل الوسائط الطبيعية على سوائل بيولوجية مشتقة بشكل طبيعي، في حين تشتمل الوسائط الاصطناعية على مغذيات ومركبات عضوية وغير عضوية.كلاهما يحتوي على المكونات الضرورية لتعزيز نمو وتطور الخلايا.تحتوي هذه المكونات عادةً على عناصر مغذية مثل الفيتامينات والكربوهيدرات والأحماض الأمينية والجزيئات الأخرى التي توفر الوقود للخلايا لتنمو وتتكاثر.

يستخدم الباحثون الخلايا المزروعة باستخدام زراعة الأنسجة للإجابة على أ - أسئلة تجريبية متنوعة. كعالم كيمياء حيوية, أستخدم تقنيات زراعة الأنسجة النباتية في دوراتي وبرنامجي البحثي.يمكن للباحثين إضافة الفيروسات والبكتيريا والفطريات والهرمونات والفيتامينات وغيرها من مسببات الأمراض أو المركبات إلى الخلايا المزروعة في المزرعة لمراقبة كيفية تأثير العوامل المختلفة على سلوك الخلايا أو وظيفتها، خاصة فيما يتعلق بالجينات التي يتم تشغيلها أو إيقاف تشغيلها في الخلية. وأي البروتينات تستجيب لتلك مسببات الأمراض أو المركبات.

في تطوير المخدرات, عادةً ما تكون الخلايا المتنامية في المزرعة هي الخطوة الأولى قبل اختبار المرشحين المحتملين للأدوية على الحيوانات.

كيف يتم تصنيع اللحوم المصنعة في المختبر؟

يستخدم الباحثون تقنيات مماثلة ل زراعة اللحوم في المختبر.يمكن تقسيم العملية بشكل عام إلى ثلاث خطوات رئيسية.

تتضمن الخطوة الأولى إزالة عدد صغير من الخلايا – عادةً الخلايا العضلية أو الجذعية – من حيوان أثناء إجراء غير ضار وغير مؤلم. الخلايا الجذعية هي خلايا من كائن حي غير متخصصة ويمكن معالجتها في المختبر لتتحول إلى أنواع مختلفة من خلايا ذلك الكائن الحي.

والخطوة التالية هي زراعة الخلايا.يتم وضع الخلايا في بيئة اصطناعية مناسبة لنموها.ونظرًا للكمية الكبيرة من الخلايا التي يجب زراعتها لإنتاج اللحوم، يتم تحضين الخلايا في مفاعل حيوي - خزان فولاذي يوفر درجة حرارة ورطوبة وضغط وظروف معقمة يمكن التحكم فيها - مع الوسط المناسب لتسهيل النمو.يتم تغيير وسائط النمو عدة مرات لتشجيع الخلايا على التمايز والتكاثر في المكونات الثلاثة الرئيسية للحوم:العضلات والدهون والأنسجة الضامة.

في الخطوة الأخيرة من العملية، المعروفة باسم السقالات، يتم تنظيم الخلايا وتعبئتها معًا بإحكام لإنشاء الحجم والشكل وقطع اللحم المطلوب للاستهلاك.

إيجابيات وسلبيات اللحوم المزروعة

هناك إيجابيات وسلبيات لزراعة اللحوم من خلال تقنيات زراعة الخلايا.في حين أن اللحوم المستنبتة قد تنتج غازات دفيئة أقل نسبيًا من الإنتاج الحيواني التقليدي شروط معينة, أيها الباحثون بحاجة إلى تحسين العملية قبل أن تكون فعالة من حيث التكلفة وتوسيع نطاقها.

وقدر تحليل أجري عام 2021 أن اللحوم المصنعة في المختبر ستفعل ذلك التكلفة من 17 إلى 23 دولارًا أمريكيًا للرطل الواحد للإنتاج، وهذا لا يشمل العلامات التجارية لمتاجر البقالة.وبالمقارنة، عادة ما تكون تكلفة لحم البقر المفروم المزروع تقليديا أقل بقليل من 5 دولارات للرطل الواحد.

2021 تقرير ماكينزي تشير التقديرات إلى أن الأمر سيستغرق حوالي 220 مليون إلى 440 مليون لتر من قدرة المفاعل الحيوي لتلبية 1% من حصة سوق البروتين الحالية، لكن قدرة المفاعل الحيوي الحالية تصل إلى 200 مليون لتر.هناك أيضًا مخاوف بشأن القيود البيولوجية المتمثلة في تزايد أعداد كبيرة من أنواع الخلايا المختلفة في نفس المفاعل الحيوي.

قد تكون اللحوم المزروعة في المختبر تحسين رفاهية الحيوان وتكون أقل عرضة لحمل الأمراض أو التسبب في الأمراض التي تنتقل عن طريق الأغذية.ومع ذلك، قد يرى المستهلكون أيضًا أن اللحوم المصنعة في المختبر غير طبيعية أو لديهم مخاوف بشأن مذاقها.

من المرجح أن تهتم الشركات وتتكيف مع استجابة الجمهور.ولوضع الأمور في نصابها الصحيح، فإن أول برجر تم إنتاجه في المختبر تكلفة إنشائه 330 ألف دولار في عام 2013انخفض السعر إلى ما يقل قليلاً عن 10 دولارات لكل برجر اليوم، وهو تقدم ملحوظ خلال عقد واحد فقط.