Hương vị như thịt thật: Bioreactor đột phá tạo ra thịt gà chân thực
Bởi Cell Press
Ngày 18 tháng 4 năm 2025
Gà được sản xuất bằng HFB 1125 sợi. Tín dụng: Shoji Takeuchi, Đại học Tokyo
Một hệ thống bioreactor mới sử dụng sợi rỗng để cung cấp chất dinh dưỡng cho mô nuôi trong phòng thí nghiệm, cho phép sản xuất thịt gà nuôi cấy có thể mở rộng quy mô với kết cấu chân thực.
Một bioreactor mới mô phỏng chức năng của hệ thống tuần hoàn đã cho phép sản xuất hơn 10 gam mô cơ gà, thúc đẩy quá trình phát triển thịt nuôi cấy. Bằng cách cung cấp oxy và chất dinh dưỡng trực tiếp cho mô nhân tạo, hệ thống này hỗ trợ sự phát triển tế bào bền vững. Những phát hiện này đã được công bố trên tạp chí Trends in Biotechnology.
"Nghiên cứu của chúng tôi trình bày một chiến lược có thể mở rộng quy mô, từ trên xuống để sản xuất thịt nuôi cấy nguyên miếng bằng cách sử dụng bioreactor sợi rỗng có thể truyền dịch", tác giả chính Shoji Takeuchi của Đại học Tokyo cho biết. “Hệ thống này cho phép phân phối tế bào, căn chỉnh, co bóp và cải thiện các đặc tính liên quan đến thực phẩm. Nó cung cấp một giải pháp thay thế thực tế cho các phương pháp dựa trên mạch máu và có thể tác động không chỉ đến sản xuất thực phẩm mà còn đến y học tái tạo, thử nghiệm thuốc và robot lai sinh học”.
Một trong những thách thức lớn trong kỹ thuật mô lớn là khả năng khuếch tán đơn thuần không thể cung cấp đủ chất dinh dưỡng và oxy qua những khoảng cách xa. Nếu không có hệ thống tuần hoàn tích hợp, độ dày của mô thường bị giới hạn ở mức dưới 1 mm. Hạn chế này khiến việc nuôi cấy các mô lớn hơn, có mật độ tế bào dày đặc trở nên khó khăn, chẳng hạn như các mô cần thiết cho thịt nuôi cấy hoặc các ứng dụng y tế.
Truyền dịch trong lò phản ứng sinh học. Tín dụng: Shoji Takeuchi, Đại học Tokyo
“Chúng tôi đang sử dụng các sợi rỗng bán thấm, mô phỏng các mạch máu về khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho các mô”, Takeuchi cho biết. “Những sợi này hiện đã được sử dụng phổ biến trong các bộ lọc nước gia dụng và máy chạy thận nhân tạo cho bệnh nhân mắc bệnh thận. Thật thú vị khi khám phá ra rằng những sợi nhỏ này cũng có thể giúp tạo ra các mô nhân tạo và có thể là toàn bộ các cơ quan trong tương lai”.
Lò phản ứng sinh học sợi rỗng chứng minh sự đột phá
Các tác giả đã chứng minh quá trình chế tạo sinh học các mô cơ xương gà có kích thước centimet bằng cách sử dụng Lò phản ứng sinh học sợi rỗng (HFB) bao gồm một mảng 50 sợi rỗng. Ngoài ra, họ đã triển khai một hệ thống lắp ráp hỗ trợ rô-bốt để chế tạo HFB gồm 1.125 sợi và sản xuất thịt gà nguyên miếng nặng hơn 10 g bằng cách sử dụng các tế bào nguyên bào sợi gà, tạo nên mô liên kết.
"Thịt nuôi cấy cung cấp một giải pháp thay thế bền vững và có đạo đức cho thịt thông thường", Takeuchi nói. "Tuy nhiên, việc sao chép kết cấu và hương vị của thịt nguyên miếng vẫn còn khó khăn. Công nghệ của chúng tôi cho phép sản xuất thịt có cấu trúc với kết cấu và hương vị được cải thiện, có khả năng đẩy nhanh khả năng thương mại hóa của nó. Ngoài thực phẩm, nền tảng này cũng có thể tác động đến y học tái tạo và rô-bốt mềm".
Theo Takeuchi, những thách thức bổ sung cho nghiên cứu trong tương lai bao gồm xác định tác động lâu dài của quá trình tưới máu lên chất lượng mô, điều chỉnh công nghệ để chế tạo nội tạng và rô bốt lai sinh học, đồng thời cải thiện hơn nữa các đặc tính cơ học và tính toàn vẹn về cấu trúc của mô để mô phỏng tốt hơn các đặc điểm của mô cơ tự nhiên.
Takeuchi cho biết: "Chúng tôi đã vượt qua thách thức đạt được quá trình tưới máu trên các mô dày bằng cách sắp xếp các sợi rỗng với độ chính xác ở cấp độ vi mô". "Những thách thức còn lại bao gồm cải thiện việc cung cấp oxy trong các mô lớn hơn, tự động loại bỏ sợi và chuyển sang vật liệu an toàn cho thực phẩm. Các giải pháp có thể bao gồm sử dụng chất mang oxy nhân tạo để mô phỏng các tế bào hồng cầu, cơ chế loại bỏ bó sợi giúp loại bỏ sợi hiệu quả trong một lần phẫu thuật và sợi rỗng có thể ăn được hoặc tái chế".
Tài liệu tham khảo: "Chế tạo mô sinh học có thể mở rộng quy mô thông qua các mảng sợi rỗng có thể tưới máu cho các ứng dụng thịt nuôi cấy" của Minghao Nie, Ai Shima, Mikihisa Yamamoto và Shoji Takeuchi, ngày 16 tháng 4 năm 2025, Xu hướng công nghệ sinh học.
DOI: 10.1016/j.tibtech.2025.02.022
Các tác giả có đơn xin cấp bằng sáng chế (PCT/JP2022/047671 và WO2023120710A1) liên quan đến công trình này.
