Para possibilitar que a agricultura celular – o processo de produção de carne em biorreatores – alimente milhões de pessoas, vários desafios técnicos terão de ser superados. Células musculares de frango, peixe, vaca e outras fontes de alimento terão que ser cultivadas para produzir milhões de toneladas métricas por ano. Com esse objetivo, pesquisadores do Tufts University Center for Cellular Agriculture (TUCCA) desenvolveram células-tronco de músculo bovino imortalizadas (iBSCs) que podem crescer rapidamente e se dividir centenas de vezes, e possivelmente indefinidamente.

Esse avanço, descrito na revista ACS Synthetic Biology , significa que pesquisadores e empresas em todo o mundo podem ter acesso e desenvolver novos produtos sem ter que obter células repetidamente de biópsias de animais de fazenda.

A produção de carne cultivada em células exigirá células musculares e adiposas com uma capacidade muito alta de crescer e se dividir. Embora a carne cultivada em células tenha atraído a atenção da mídia com exemplos como a aprovação preliminar do FDA de frango cultivado e até mesmo um hambúrguer cultivado com DNA de mastodonte, os produtos ainda são caros e difíceis de aumentar.

Células-tronco musculares normais extraídas de animais vivos para iniciar uma cultura normalmente se dividem apenas cerca de 50 vezes antes de começarem a ficar "velhas" e não serem mais viáveis. Embora seja teoricamente possível que essas células-tronco produzam uma quantidade substancial de carne, as células imortalizadas desenvolvidas pela equipe do TUCCA oferecem várias vantagens. Uma delas é a possibilidade de produzir significativamente mais massa para a produção de carne .

Outra vantagem é que, ao tornar as células imortalizadas amplamente disponíveis, elas reduzirão a barreira de entrada para outros pesquisadores explorarem a agricultura celular – encontrando maneiras de reduzir custos e superar os desafios da produção em escala.

"Normalmente, os pesquisadores tiveram que fazer seus próprios isolamentos de células-tronco de animais, o que é caro e trabalhoso, ou usar linhas celulares modelo de espécies menos relevantes, como células musculares de camundongos", disse Andrew Stout, aluno de pós-graduação da TUCCA e líder pesquisador do projeto, "Usando essas novas linhagens de células bovinas persistentes, seus estudos podem ser mais relevantes, literalmente indo direto ao cerne da questão".

Duas etapas foram fundamentais para transformar células-tronco musculares bovinas normais em células-tronco imortalizadas de músculos bovinos. A maioria das células, à medida que se divide e envelhece, começa a perder DNA nas extremidades de seus cromossomos, chamados telômeros, como cordas gastas que se desgastam com o uso. Isso pode levar a erros quando o DNA está sendo copiado ou reparado. Também pode causar a perda de genes e, eventualmente, a morte de células.

Os pesquisadores projetaram as células-tronco bovinas para reconstruir constantemente seus telômeros, mantendo efetivamente seus cromossomos "jovens" e prontos para outra rodada de replicação e divisão celular.

O segundo passo para imortalizar as células foi fazê-las produzir continuamente uma proteína que estimula um estágio crítico da divisão celular. Isso efetivamente turbina o processo e ajuda as células a crescerem mais rapidamente.

As células-tronco musculares não são o produto final que se deseja comer. Eles devem não apenas se dividir e crescer, mas também se diferenciar em células musculares maduras exatamente como, ou pelo menos muito semelhantes às células musculares que comemos em um bife ou filé. Stout e sua equipe de pesquisa descobriram que as novas células-tronco realmente se diferenciaram em células musculares maduras, embora não inteiramente idênticas às células musculares de animais ou células musculares de células-tronco bovinas convencionais .

"É possível que estejam maduros o suficiente para replicar o sabor e a textura da carne natural", disse Stout, "isso é algo que teremos que explorar mais. Eles estão dobrando em um ritmo muito rápido, então podem precisar de um pouco mais de tempo atingir a plena maturidade”.

"Embora alguns possam questionar se é seguro ingerir células imortalizadas, na verdade, no momento em que as células foram colhidas, armazenadas, cozidas e digeridas, não há caminho viável para o crescimento contínuo", disse David Kaplan, professor da Stern Family. de engenharia biomédica na Tufts e diretor da TUCCA. “Assim como a carne natural que comemos hoje, as células simplesmente se tornam um material inerte que, esperamos, terá um sabor delicioso e fornecerá uma ampla gama de benefícios nutritivos”.