Kultiviertes Fleisch

In-Vitro-Fleisch; Erzeugung von Fleischprodukten via "tissue-engineering"-Technologien

Im kultivierten Fleisch (=In-Vitro-Fleisch =Clean Meat) liegt ein enormes finanzielles, ökologisches, gesundheitliches und tierleidfreies Zukunftspotential in unserer Ernährung. Die Idee: Tierisches Fleisch wird einfach ohne ein Tier erzeugt. Vom Tier stammen nur noch initial ganz wenige Ausgangszellen (die auch dem lebenden Organismus schmerzfrei entnommen werden können), danach wachsen und vermehren sich diese Zellen außerhalb von Tieren in Nährlösungen und könnten theoretisch den gesamten Weltfleischverbrauch abdecken. Das alles geschieht ohne Einsatz von Gentechnik, also ohne jeglichen Eingriff in die DNA-Sequenzen von Zellen.
Die etwas einfachere Aufgabe wird die Erzeugung verarbeiteter Fleischwaren sein, wie Würste, Nuggets oder Burger. Schwieriger wird die Erzeugung von Fleisch in der Originalkonsistenz, insbesondere eines In-Vitro-Steaks. Steak-Fleisch besteht aus Muskelfleisch durchzogen mit endlos langen, feinsten Äderchen zum Transport von Blut und Nährstoffen direkt zu den einzelnen Zellen. So etwas nachzubauen ist eine größere Herausforderung als die Erzeugung kleiner Zellbällchen, die dann zu größeren Zellbällchen und zu einem In-Vitro-Hühnernugget zusammengebaut werden.

Die wichtigste Herausforderungen, um geschmacklich und ökonomisch Tierfleisch übertreffen zu können sind:

Ausgangszellen:
Diese können z.B. dem lebenden Tier via Biopsie schmerzfrei entnommen werden. Die Frage ist aber: Welche Art von Zellen verwendet man? Stammzellen sind Zellen, die sich quasi noch nicht entschieden haben, was sie mal werden wollen, ob Muskel oder Knochen oder was auch immer. Das ist ein Nachteil, weil man zur In-Vitro-Fleischerzeugung sehr gezielt Muskelzellen wachsen lassen will. Vorteil der Stammzellen ist aber, dass sie sich extrem rasch vermehren lassen. Das Gegenteil der Verwendung von Stammzellen wäre die Verwendung völlig ausdifferenzierter Muskelzellen, die „wissen zwar, was sie sind“, aber lassen sich kaum vermehren. Ein Kompromiss ist die Verwendung von Zellen zwischen den Extremen, also Zellen mit akzeptabler Vermehrbarkeit und akzeptabler Ausdifferenzierung, z.B. sog. Myoblasten.

Medien zum Wachsen / Nährlösung:
Ziel ist es, Wachstumsmedien zu finden, die kostengünstig und frei von tierischen Inhaltstoffen sind. Kälberserum beispielsweise ist im Zusammenhang mit kultiviertem Fleisch natürlich keine Option. Das Medium muss die Zellen direkt ernähren können, da bei kultiviertem Fleisch keine Verdauungsorgane wie beim Tier vorhanden sind, die die Nährstoffe für die Ernährung der Zellen aufbereiten können.

Material zum Andocken für die Zellen / Essbare Gerüste:
Um dreidimensionale In-Vitro-Fleischprodukte zu erreichen, und um den Zellen etwas zu geben, worauf sie wachsen können, braucht man Gerüste. Ideal ist ein essbares Gerüst, das vom Endprodukt nicht entfernt werden muss. Wünschenswert ist, dass Änderungen von pH-Wert oder Temperatur eine große Volumsreaktion des Andock-Gerüsts verursachen, um die Zellen durch Bewegung zu „trainieren“, analog wie es im tierischen Muskel auch der Fall ist. Statt auf Gerüsten oder Schwämmen könnten die Zellen auch auf Membranen oder Kügelchen wachsen, die man dann aufeinander stapelt oder miteinander verbindet. Ausgangsstoffe für die Andockstrukturen für die Zellen sind z.B. Chitin, Collagen oder Alginate, wobei diese Materialien in unserem Anwendungsfall pflanzlich oder chemisch hergestellt werden müssen.

Bioreaktor:
Im Bioreaktor kommt letztlich alles zusammen, Zellen, Medien und Andockmaterial. Durch Temperaturschwankungen wird eine Umgebung wie im Fitnesscenter für die Zellen geschaffen mit Bewegungstraining für die Muskelzellen. Kultiviertes Fleisch muss aus kleineren und größeren Fasern aus Muskelzellen bestehen, dazu Bindegewebe, das Elastin und Collagen produziert, sowie Fettzellen als Geschmacksgeber.

Für alle oben genannten Punkte sind ökonomisch akzeptable Lösungen noch unerforscht, hier wartet die Menschheit noch auf den großen Durchbruch.

Noch eine Anmerkung zum Thema Natürlichkeit: Kultiviertes Fleisch soll ja die Massenproduktion von Fleisch aus industrieller Tierhaltung ablösen, es stellt aber z.B. keine Konkurrenz zu Gemüse aus biologischem Anbau dar. Kultiviertes Fleisch wäre mit Sicherheit ein Fortschritt in Bezug auf Gesundheit, wohl auch Natürlichkeit, sowie Ökologie und Tierschutz im Vergleich zu den industriellen Formen der Tierhaltung.

Aktueller Stand der Forschung:
Derzeit gibt es 3 besonders aktive Länder in der Entwicklung von kultiviertem Fleisch: Die USA, Schwerpunkt Kalifornien, mit Firmen wie "Memphis Meats", oder "Hampton Creek / Just " oder "Finless Foods" (kultivierter Fisch), die Niederlande mit "MosaMeat" und auch Israel mit "Supermeat" und "The Kitchen Foodtech Hub". Japan könnte mit dem Open Source "Shojinmeat Project" ein weiteres Zentrum der Forschung werden.

New Harvest - Organisation zur Förderung von kultiviertem Fleisch!
The Modern Agriculture Foundation - eine weitere Organisation dazu!
The Good Food Institute - eine dritte Organisation für kultiviertes Fleisch und mehr!
Visionen von In-vitro-Fleich (VIF) - deutschsprachiges Projekt
Internationales In Vitro Meat Konsortium-Homepage
InVitroMeat Foundation

Kürzere wiss. Publikation über Status quo der Forschung 2017
Forschungsbericht von VIF auf deutsch, 2017
Cultivated Meat Report GFI, 2020

People should replace animal meat with cultured meat - US survey 2017

Links zu Medienberichten

Startup-Firma Modern Meadow und Fleisch aus dem 3-D-Drucker (Der Standard)
Video über kultiviertes Fleisch
17 Millionen US$ für Memphis Meats von Gates, Branson, Cargill (2017)
Das IndieBio-Lab in San Francisco, Hot Spot der Entwicklung (incl. Video)

Video of latest innovations in clean meat (end 2018)