Die Studie von Dr. Paul De Bank (Fachbereich Pharmazie & Pharmakologie), Professor Marianne Ellis (Fachbereich Chemieingenieurwesen) und Scott Allan (Doktorand im Fachbereich Chemieingenieurwesen) wird in diesem Monat im Journal of Biomedical Materials Research – Part A veröffentlicht.

Der erste Schritt des neuen Bioengineering-Prozesses besteht darin, die Grashalme in einem Prozess, der als Dezellularisierung bekannt ist, von ihren ursprünglichen Zellen zu befreien. Die dezellularisierten Halme werden dann mit einer Reihe von Zellen besiedelt, die von einer Maus-Zelllinie stammen. (Diese Zellen würden später durch Rinderstammzellen ersetzt). Die eingebrachten Zellen haften an der Oberfläche des Gerüsts, vermehren sich und bilden Verbindungen mit benachbarten Zellen, um schließlich als Zellmasse zu wachsen und neues 3D-Gewebe zu bilden.

Wie das Projekt in Bath zeigt, erfüllen Grashalme alle Kriterien für ein Gerüst, auf dem sich neues Muskelgewebe aufbauen lässt: Die Zellen können leicht an der Oberfläche haften, sich vermehren und so ausrichten, dass sie die Fasern des natürlichen Gewebes, das sie nachbilden, genau imitieren. Das Gerüst ist außerdem kostengünstig und für den Menschen essbar.

Dr. Paul De Bank, der die Forschung leitete, sagte: „Als wir nach einem Gerüst für unsere Zellen gesucht haben, wollten wir etwas finden, das sowohl nachhaltig als auch essbar ist. Ich dachte an ein dezellularisiertes natürliches Material, weil Zellulose (aus der Gras größtenteils besteht) essbar ist, aber auch, weil Gras ausgerichtete Rillen hat, von denen ich hoffte, dass sie es den Zellen ermöglichen würden, sich aneinanderzureihen, um die von uns benötigten Fasern zu bilden – und es hat funktioniert!"

Er fügte hinzu: „Wenn wir Rindfleisch essen, essen wir teilweise das Gras, auf dem die Kühe in ihrem Leben gegrast haben. Das Tolle an unserer Studie ist, dass sie zeigt, dass wir die Tiere direkt durch das Gras ersetzen können, das sie fressen. Unser System muss noch vergrößert werden, aber ich bin zuversichtlich, dass wir eher früher als später ein Fleischprodukt auf Basis von Gras auf den Markt bringen können."

Die Adhäsion der tierischen Stammzellen an der Grasoberfläche lag bei etwa 35 Prozent, was als gutes Ergebnis angesehen wird. Oft müssten dezellularisierte Pflanzengerüste chemisch modifiziert werden, damit Zellen darauf wachsen können. Gras biete aber eine signifikante Adhäsion ohne weitere Verarbeitungsschritte. „Wir hoffen jedoch, einen Weg zu finden, diese Adhäsion zu erhöhen - wir haben einen neuen Doktoranden, der daran arbeiten wird und Wege zur Optimierung der Zellanhaftung und des Wachstums erforscht“, so De Bank.

Die nächste große Herausforderung wird die Skalierung des Prozesses sein, um eine signifikante Menge an Muskelgewebe zu produzieren. Wenn dies gelingt, könnten die Verbraucher eines Tages mit gutem Gewissen Fleisch aus Weidehaltung kaufen – frei von Umwelt- und Tierschutzbedenken.