تقنيات اللحوم المزروعة في المختبر ليست جديدة – مزارع الخلايا هي أدوات شائعة في العلم ، ولكن تطويرها لتلبية طلب المجتمع على اللحوم سيتطلب مزيدًا من التطوير

قد تكون كبيرًا بما يكفي لتتذكر “أين اللحم البقري؟” إعلانات ويندي التجارية. قد يُطرح هذا السؤال في سياق مختلف منذ أن وافق المنظمون الأمريكيون على بيع لحوم الدجاج المزروعة في المختبر والمصنوعة من الخلايا المزروعة في يونيو 2023.

إن نمو الخلايا الحيوانية في المختبر ليس بالأمر الجديد. كان العلماء يزرعون خلايا حيوانية في بيئات اصطناعية منذ الخمسينيات من القرن الماضي ، مع التركيز في البداية على دراسة علم الأحياء التطوري والسرطان. تظل هذه التقنية واحدة من الأدوات الرئيسية في أبحاث علوم الحياة ، خاصةً لتطوير الأدوية.

ما هي مزارع الخلايا؟

تزرع الثقافات الخلوية عادةً باستخدام وسائط نمو طبيعية أو صناعية. تشتمل الوسائط الطبيعية على سوائل بيولوجية مشتقة بشكل طبيعي ، بينما تشتمل الوسائط الاصطناعية على كل من العناصر الغذائية العضوية وغير العضوية والمركبات. كلاهما يحتوي على المكونات الضرورية لتعزيز نمو الخلايا وتطورها. تحتوي هذه المكونات عادةً على عناصر مغذية مثل الفيتامينات والكربوهيدرات والأحماض الأمينية والجزيئات الأخرى التي توفر الوقود للنمو والتكاثر للخلايا.

يستخدم الباحثون خلايا نمت باستخدام زراعة الأنسجة للإجابة على مجموعة متنوعة من الأسئلة التجريبية. بصفتي عالم كيمياء حيوية ، أستخدم تقنيات زراعة الأنسجة النباتية في دوراتي وبرنامجي البحثي. يمكن للباحثين إضافة الفيروسات والبكتيريا والفطريات والهرمونات والفيتامينات ومسببات الأمراض الأخرى أو المركبات إلى الخلايا المزروعة في المزرعة لملاحظة كيفية تأثير العوامل المختلفة على سلوك الخلايا أو وظيفتها ، لا سيما فيما يتعلق بالجينات التي يتم تشغيلها أو إيقاف تشغيلها في الخلية وأي البروتينات تستجيب لمسببات الأمراض أو المركبات.

في تطوير الأدوية ، عادةً ما تكون الخلايا النامية في المزرعة هي الخطوة الأولى قبل اختبار الأدوية المرشحة المحتملة على الحيوانات.

كيف يتم صنع اللحوم المخبرية؟

يستخدم الباحثون تقنيات مماثلة لزراعة اللحوم في المختبر. يمكن تقسيم العملية عمومًا إلى ثلاث خطوات رئيسية.

تتضمن الخطوة الأولى إزالة عدد صغير من الخلايا – عادةً خلايا عضلية أو جذعية – من حيوان أثناء إجراء غير ضار وغير مؤلم. الخلايا الجذعية هي خلايا من كائن حي غير متخصص ويمكن معالجتها في المختبر لتتحول إلى العديد من أنواع الخلايا المختلفة لهذا الكائن الحي.

الخطوة التالية هي زراعة الخلايا. توضع الخلايا في بيئة اصطناعية مواتية لنموها. نظرًا للكمية الكبيرة من الخلايا التي يجب زراعتها لإنتاج اللحوم ، يتم تحضين الخلايا في مفاعل حيوي – خزان فولاذي يوفر درجة حرارة يتم التحكم فيها والرطوبة والضغط والظروف المعقمة – مع الوسيط المناسب لتسهيل النمو. يتم تغيير وسائط النمو عدة مرات لتشجيع الخلايا على التمايز والتكاثر في المكونات الرئيسية الثلاثة للحوم: العضلات والدهون والنسيج الضام.

في الخطوة الأخيرة من العملية ، والمعروفة باسم السقالات ، يتم تنظيم الخلايا وتعبئتها بإحكام معًا لإنشاء الحجم والشكل والقطع المطلوبين للحوم للاستهلاك.

إيجابيات وسلبيات اللحوم المستنبتة

هناك إيجابيات وسلبيات لزراعة اللحوم من خلال تقنيات زراعة الخلايا. في حين أن اللحوم المستزرعة قد تنتج غازات دفيئة أقل نسبيًا من الإنتاج الحيواني التقليدي في ظروف معينة ، يحتاج الباحثون إلى تحسين العملية قبل أن تكون فعالة من حيث التكلفة وأن يتم توسيع نطاقها.

قدر تحليل عام 2021 أن اللحوم المزروعة في المختبر ستكلف 17 دولارًا أمريكيًا إلى 23 دولارًا للرطل للإنتاج ، وهذا لا يشمل أسعار متاجر البقالة. وبالمقارنة ، فإن لحم البقر المطحون تقليديًا يكلف عادةً أقل قليلاً من 5 دولارات للرطل.

يقدر تقرير McKinsey لعام 2021 أن الأمر سيستغرق ما يقرب من 220 مليون إلى 440 مليون لتر من المفاعلات الحيوية لتلبية 1 ٪ من حصة سوق البروتين الحالية ، لكن سعة المفاعلات الحيوية الحالية تتجاوز 200 مليون لتر. هناك أيضًا مخاوف بشأن القيود البيولوجية لتزايد أعداد كبيرة من أنواع الخلايا المختلفة في نفس المفاعل الحيوي.

قد تعمل اللحوم المزروعة في المختبر على تحسين رفاهية الحيوان وتكون أقل عرضة للإصابة بالأمراض أو التسبب في الأمراض التي تنقلها الأغذية. ومع ذلك ، قد يرى المستهلكون أيضًا أن اللحوم المزروعة في المختبر غير طبيعية أو لديهم مخاوف بشأن مذاقها.

من المحتمل أن تولي الشركات اهتمامًا وتتكيف مع استجابة الجمهور. لوضع الأمور في نصابها الصحيح ، كلف أول برجر تم تصنيعه في المختبر 330 ألف دولار أمريكي في عام 2013. وانخفض السعر إلى ما يقل قليلاً عن 10 دولارات لكل برجر اليوم ، وهو تقدم ملحوظ خلال عقد واحد فقط.