À mesure que la population mondiale augmente, la viande cultivée ou cultivée en laboratoire (les cellules musculaires et adipeuses animales cultivées dans des conditions de laboratoire) est apparue comme un moyen potentiel de répondre aux besoins futurs en protéines. Et des protéines végétales comestibles et peu coûteuses pourraient être utilisées pour cultiver ces cultures cellulaires. Eh bien, les chercheurs de ACS Science et ingénierie des biomatériaux rapportent que la gluténine, protéine de blé non allergène, a réussi à construire des couches musculaires striées et des couches plates de graisse qui pourraient être combinées pour former des textures semblables à celles de la viande.
Pour produire de la viande cultivée en laboratoire, les cellules cultivées ont besoin d’une base ou d’un échafaudage auquel adhérer. Les protéines végétales sont des candidats intéressants pour les échafaudages car elles sont comestibles, abondantes et peu coûteuses. Des chercheurs précédents ont montré qu’un film végétal à base de gluténine constituait une base efficace pour la culture de cellules musculaires squelettiques de vache. Cependant, pour que cette technique produise une alternative prometteuse semblable à la viande, les cellules musculaires doivent former des fibres alignées qui ressemblent à la texture des vrais tissus. De plus, la graisse doit être incluse dans la structure 3D pour reproduire la composition des produits carnés traditionnels. Pour profiter des bienfaits de la gluténine, une protéine du gluten à laquelle les personnes atteintes de la maladie coeliaque ou d’intolérance au gluten ne réagissent généralement pas, Ya Yao, John Yuen Jr., Chunmei Li, David Kaplan et leurs collègues ont voulu développer des films à base de plantes qui pourraient être utilisé pour structurer les cellules musculaires et les couches de graisse se développent.
Les chercheurs ont isolé la gluténine du gluten de blé et formé des films plats et nervurés. Ils ont ensuite déposé des cellules de souris, qui se transforment en muscles squelettiques, sur les bases protéiques et ont incubé les films recouverts de cellules pendant deux semaines. Les cellules se sont développées et ont proliféré sur les films plats et striés. Comme prévu, les performances des films à base de gluténine étaient inférieures mais adéquates par rapport aux cellules cultivées sur des films de gélatine témoins. Les chercheurs affirment que des travaux supplémentaires sont nécessaires pour améliorer la manière dont les cellules se lient au film végétal, se rapprochant ainsi de la croissance sur le biomatériau animal. Au cours de la deuxième semaine de culture, les cellules ont formé de longs faisceaux parallèles sur le film à motifs, reproduisant la structure fibreuse des muscles des animaux.
Dans un autre test, des cellules de souris produisant du tissu adipeux ont été placées sur des films plats de gluténine. Pendant la période d’incubation, les cellules ont produit des dépôts visibles de lipides et de collagène lors de la prolifération et de la différenciation.
Les couches de viande et de graisse cultivées attachées aux films de gluténine comestibles pourraient être empilées pour former une protéine alternative 3D semblable à de la viande. Étant donné que la base matérielle de gluténine a soutenu la croissance des couches musculaires et adipeuses structurées de l’animal, les chercheurs affirment qu’elle pourrait être utilisée dans une approche pour des produits carnés cultivés plus réalistes.
Les auteurs remercient MilliporeSigma et le Département américain de l’Agriculture pour leur financement. Certains auteurs sont des employés de MilliporeSigma, Inc.