Pedaços de frango com a textura de carne inteira podem ser cultivados em laboratório
Um bioreactor que imita um sistema circulatório pode fornecer nutrientes e oxigénio a tecidos artificiais, permitindo a produção de mais de 10 gramas de músculo de frango para aplicações em carne de cultura. Estes resultados são publicados na revista Cell Press Trends in Biotechnology a 16 de abril.
Frango produzido com HFB de 1125 fibras
Shoji Takeuchi, The University of Tokyo
"O nosso estudo apresenta uma estratégia escalável, de cima para baixo, para a produção de carne de cultura de corte integral utilizando um biorreactor de fibra oca perfurável", afirma o autor sénior Shoji Takeuchi da Universidade de Tóquio. "Este sistema permite a distribuição celular, o alinhamento, a contratilidade e melhores propriedades relacionadas com os alimentos. Oferece uma alternativa prática aos métodos de base vascular e pode ter impacto não só na produção alimentar, mas também na medicina regenerativa, nos testes de medicamentos e na robótica bio-híbrida."
Um obstáculo significativo à reconstrução de tecidos em grande escala é a criação de redes vasculares bem distribuídas, uma vez que a difusão, por si só, não consegue sustentar as células ao longo de distâncias consideráveis. A espessura dos tecidos sem um sistema circulatório integrado tem sido geralmente limitada a menos de 1 mm, o que torna difícil a produção de tecidos à escala de um centímetro ou maiores com células densamente compactadas.
"Estamos a utilizar fibras ocas semipermeáveis, que imitam os vasos sanguíneos na sua capacidade de fornecer nutrientes aos tecidos", afirma Takeuchi. "Estas fibras já são habitualmente utilizadas em filtros de água para uso doméstico e em máquinas de diálise para pacientes com doenças renais. É emocionante descobrir que estas fibras minúsculas também podem ajudar a criar tecidos artificiais e, possivelmente, órgãos inteiros no futuro."
Os autores demonstraram a biofabricação de tecidos musculares esqueléticos de galinha à escala centimétrica utilizando um biorreactor de fibras ocas (HFB) constituído por um conjunto de 50 fibras ocas. Além disso, implementaram um sistema de montagem assistido por robô para o fabrico de um HFB de 125 fibras e produziram carne de frango cortada inteira com um peso superior a 10 g utilizando células de fibroblastos de frango, que constituem o tecido conjuntivo.
"A carne cultivada oferece uma alternativa sustentável e ética à carne convencional", afirma Takeuchi. "No entanto, continua a ser difícil reproduzir a textura e o sabor da carne inteira. A nossa tecnologia permite a produção de carne estruturada com textura e sabor melhorados, acelerando potencialmente a sua viabilidade comercial. Para além da alimentação, esta plataforma pode também ter impacto na medicina regenerativa e na robótica macia."
De acordo com Takeuchi, os desafios adicionais para a investigação futura incluem a determinação dos efeitos a longo prazo da perfusão na qualidade do tecido, a adaptação da tecnologia para o fabrico de órgãos e robótica bio-híbrida, e a melhoria das propriedades mecânicas e da integridade estrutural do tecido para melhor imitar as caraterísticas do tecido muscular natural.
"Ultrapassámos o desafio de conseguir a perfusão em tecidos espessos, organizando as fibras ocas com precisão à escala microscópica", afirma Takeuchi. "Os restantes desafios incluem a melhoria do fornecimento de oxigénio em tecidos maiores, a automatização da remoção das fibras e a transição para materiais seguros para os alimentos. As soluções podem incluir a utilização de transportadores artificiais de oxigénio para imitar os glóbulos vermelhos, mecanismos de remoção de feixes que removam eficazmente as fibras numa única operação e fibras ocas comestíveis ou recicláveis."
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