بررسی جامع گوشت‌ مصنوعی کشت داده‌شده در آزمایشگاه

در سال ۲۰۱۳ بود که باخبر شدیم سرگی برین، یکی از بنیان‌گذاران گوگل می‌خواهد در حوزه‌ی گوشت‌های آزمایشگاهی سرمایه‌گذاری کند. این خبر در زومیت و بسیاری دیگر از خبرگزاری‌های دنیا منتشر شد.

از سال ۲۰۱۳ تاکنون، شرکت‌های بسیاری در این موضوع سرمایه‌گذاری کرده‌اند و پیشرفت‌های بسیاری نیز رخ داده است. در این مقاله‌،آینده‌ی احتمالی این صنایع را بررسی کردیم، چندین شرکت بزرگ فعال در این حوزه را معرفی کردیم و متوجه شدیم احتمالا تا ۳ سال آینده این محصول وارد بازار خواهد شد.

اکنون در جدیدترین اخبار متوجه شدیم این گوشت‌ها را بسیار زودتر از آنچه فکر می‌کردیم در فروشگاه‌ها خواهیم دید! بنابراین، بر آن شدیم تا به بررسی جامع موضوع گوشت‌های کشت داده‌شده در آزمایشگاه بپردازیم.

برای کشت گوشت در آزمایشگاه ابتدا مقداری از سلول‌های گاوی، بدون صدمه به حیوان، از بافت آن گرفته می‌شود. سپس در شرایط آزمایشگاهی کنترل‌شده، این سلول‌ها رشد و تکثیر داده می‌شوند تا به فرم بافت ماهیچه‌ای درآیند. بافت ماهیچه‌ای قسمت عمده‌ی گوشت‌های معمول است که هر روز مصرف می‌کنیم. از نظر زیستی، گوشت‌ کشت داده‌شده در آزمایشگاه هیچ تفاوتی با گوشت دام ندارد.

در فرآیند کشت، سلول‌ها در داربست‌هایی رشته‌ای یا حلقوی رشد و تکثیر داده می‌شوند. همچنین گرسنگی دادن زمان‌بندی‌شده به این سلول‌ها باعث تراکم آن‌ها و شکل‌گیری بافتی منسجم مانند گوشت‌های عادی می‌شود. از کنار هم قرار گرفتن هزاران رشته‌ی کشت داده‌شده مانند این، یک تکه گوشت عادی تولید خواهد شد.

جالب است که بدانید ایده‌ی تولید این نوع گوشت برای نخستین بار در سال ۱۹۳۱ توسط وینستون چرچیل مطرح شده است!

نخستین همبرگر طبخ شده از این نوع گوشت، در سال ۲۰۱۳ توسط دکتر مارک پست از دانشگاه ماستریخت هلند درست شده بود. ناسا نیز از سال ۲۰۰۱ پروژه‌ای برای کشت آزمایشگاهی گوشت بوقلمون در دست کار دارد. در سال ۲۰۰۱ پژوهشگران هلندی سازوکاری جدید برای کشت انواع گوشت در آزمایشگاه پیشنهاد دادند. در این سازوکار شبکه‌ای از کلاژن با سلول‌های ماهیچه‌ای بارور می‌شود و سپس توسط مواد مغذی گوناگون تغذیه می‌شود. در این پژوهش، دانشمندان دانشگاه آمستردام به بررسی محیط کشت، دانشمندان دانشگاه اوترخت به بررسی تقسیم سلول‌های ماهیچه‌ای و دانشمندان دانشگاه آیندهوون به توسعه‌ی راکتور‌های زیستی این فرآیند پرداختند.

همچنین اولین مقاله‌ی علمی معتبر در این زمینه در سال ۲۰۰۵ و در مجله‌ی علمی تیشو انجینیرینگ به چاپ رسید. در سال ۲۰۱۲، سی آزمایشگاه مختلف از سراسر جهان روی موضوع کشت گوشت آزمایشگاهی کار می‌کردند. 

۱- سلول‌های آغازگر: برای کشت گوشت در آزمایشگاه نیاز است در ابتدا تعدادی سلول با سرعت رشد و تقسیم بالا استفاده شود. سلول‌های بنیادی رویان، سلول‌های بنیادی بالغ، سلول‌های مایوستلایت و مایوبلاست برای این کار مطلوب هستند. سلول‌های بنیادی سریع‌ترین سرعت تقسیم را دارند؛ ولی از آنجا که هنوز به فرم ویژه‌ی بافت ماهیچه‌ای درنیامده‌اند، کنترل آن‌ها و سوق دادنشان به سمت تشکیل بافت ماهیچه‌ای یک چالش بزرگ است. در مقابل سلول‌های بالغ ماهیچه‌ای کاملا فرم ایده‌آل بافت ماهیچه‌ای را دارا هستند؛ ولی سرعت رشد و تقسیم بسیار پایینی دارند. برای جلوگیری از این دو چالش معمولا از سلول‌های مایوبلاستی در این فرآیند استفاده می‌شود.

۲- محیط کشت: سلول‌ها برای رشد و تقسیم و درآمدن به فرم بافت ماهیچه‌ای گوشت به مواد مغذی بسیاری نیازمند هستند. مهم‌ترین این مواد پروتئین‌های آغازگر رشد بافتی هستند.

۳- داربست سلولی: برای رشد به شکل یک بافت سه‌بعدی سلول‌ها باید روی یک چارچوب رشد کنند. این چهارچوب باید زیست‌تخریب‌پذیر باشد و پس از شکل‌گیری بافت گوشت، جذب خود سلول‌ها شود.

 در کشت گوشت آزمایشگاهی نیاز به استفاده از هورمون رشد نیست و این باعث می‌شود محصول نهایی نیز برخلاف گوشت‌های دام، عاری از هورمون و در نتیجه سالم‌تر باشد. علاوه بر این ۸۰ درصد آنتی‌بیوتیک‌های تولیدشده در دنیا برای بهداشت و سلامت دام‌ها به کار می‌رود که این موضوع مقاومت به آنتی‌بیوتیک در انسان‌ها را افزایش داده است. همچنین امکان آلودگی گوشت دام بر اثر تغذیه از علوفه آلوده به انواع آفت‌کش‌ها و مواد شیمیایی وجود دارد که این امکان در مورد گوشت کشت داده‌شده در آزمایشگاه تقریبا به صفر می‌رسد.

گوشت‌های آزمایشگاهی را می‌توان طوری کشت داد که کاملا عاری از چربی باشند. همچنین اگر برای حفظ بافت و طعم قرار باشد این گوشت‌ها مقداری چربی داشته باشند، می‌توان این چربی را بدون کلسترول و سرشار از امگا-۳ کشت داد تا ضامن سلامت مصرف‌کنندگان باشد.

همچنین امکان کنترل کیفی بهداشتی این گوشت‌ها جهت عاری بودن از انواع انگل‌ها و بیماری‌های مشترک بین انسان و دام در مقایسه با گوشت دام بسیار بیشتر، آسان‌تر و ارزان‌تر است.

تحقیقات دانشگاه آمستردام نشان می‌دهند کشت گوشت در آزمایشگاه تنها با ۲ درصد از منابع کشاورزی مورد مصرف صنایع دام‌پروری متداول، مقدار یکسانی گوشت تولید خواهد کرد. همچنین مقدار انتشار گاز گلخانه‌ای در این فرآیند، یک بیست‌ و پنجم صنایع متداول و مصرف انرژی در آن نصف خواهد بود. همچنین تغییر کاربری هر هکتار زمین به چراگاه دام، به‌طور متوسط زیست ۱۰ جاندار بومی آن منطقه را در معرض خطر قرار می‌دهد. با توجه به منابع مورد نیاز بسیار کمتر برای کشت گوشت آزمایشگاهی، می‌توان حیات میلیون‌ها جاندار بومی مناطق را تضمین کرد.

 در بدن موجودات زنده انتقال مواد مغذی و اکسیژن به سلول‌ها و همچنین خارج کردن مواد زائد آن‌ها به‌وسیله‌ی رگ‌ها صورت می‌پذیرد. در کشت بافت آزمایشگاهی رآکتور زیستی این وظیفه را بر عهده دارد. معمولا از داربستی اسفنجی در این رآکتورها استفاده می‌شود. به این طریق سلول‌ها تکیه‌گاهی برای رشد سه‌بعدی دارند و همچنین اکسیژن و مواد مغذی می‌توانند از بافت اسفنج مانند به سمت سلول‌ها نفوذ کنند

 اگر کشت بافت گوشت تنها با ۱۰ سلول آغازگر شروع شود، پس از دو ماه تقسیم سلولی بیش از ۵۰ هزار تن گوشت تولید خواهد شد. برای جلوگیری از آلوده شدن این گوشت با قارچ‌ها و باکتری‌ها و متعاقبا فساد آن، باید از موادی مانند کلاژن، سدیم بنزووات، مانیتول و زانتان استفاده شود.

 به‌طور معمول کشت سلول‌های حیوانی در محیط سرم جنینی گاوی (FBS) صورت می‌گیرد که گران‌قیمت و وابسته به تولید دام است. محققان به دنبال آن هستند که این محیط کشت را از منابع گیاهی جایگزین کنند.

 قیمت تمام‌شده‌ی این گوشت‌ها باید با گوشت‌های معمول موجود در بازار قابل رقابت باشد. قیمت نخستین همبرگری که از گوشت پرورشی آزمایشگاهی تهیه شد ۲۳۰ هزار دلار تخمین زده می‌شد. هرچند در سه سال گذشته قیمت این محصول بیش از ۹۹ درصد کاهش داشته است، هنوز هم از گوشت به‌دست‌آمده از دام بسیار گران‌تر است. 

با این حال به‌تازگی یک کمپانی ادعا کرده است که تا سال ۲۰۱۸، گوشت‌ آزمایشگاهی را برای عرضه در فروشگاه‌ها آماده خواهد کرد. شرکت آمریکایی همپتون کریک  با اعلام این‌که قصد دارد در سال ۲۰۱۸ گوشت‌ پرورشی آزمایشگاهی در فروشگاه‌ها عرضه کند، همه را شگفت‌زده کرده است. جایگزینی گوشت یکی از مهم‌ترین راهکار‌های حل معضلاتی است که صنایع بزرگ غذایی برای محیط زیست به وجود می‌آورند. 

همپتون کریک یک شرکت استارت‌آپی نه‌چندان بزرگ در سان‌فرانسیسکوی آمریکا است که محصولات عمده‌ی آن تابه‌حال جایگزین‌های گیاهی برای محصولاتی بوده است که عموما از حیوانات به دست می‌آیند. اکنون این شرکت اعلام کرده است که در طول یک سال گذشته به‌صورت محرمانه پروژه‌ای برای تولید گوشت‌ پرورشی آزمایشگاهی در دست اقدام داشته که با نتایجی بسیار امیدوارکننده همراه بوده است. این شرکت اعلام کرده که محصولش در سال ۲۰۱۸ آماده‌ی عرضه در فروشگاه‌ها خواهد بود. اگر این زمان‌بندی درست پیش رود، همپتون کریک سه سال زودتر از جدی‌ترین رقیب خود یعنی ممفیس میتز بازار را تصاحب خواهد کرد. ممفیس میتز پیش از این زمان عرضه‌ی محصولات خود را ۲۰۲۱ تخمین زده بود.

متمایزترین بخش تحقیقات این شرکت جایگزینی سروم جنینی گاوی (FBS) که ماده‌ای گران‌قیمت و کمیاب است با مواد مغذی گیاهی است. اغلب شرکت‌هایی که در حوزه‌ی کشت گوشت آزمایشگاهی فعالیت می‌کنند از FBS به‌عنوان محیط کشت خود استفاده می‌کنند که این امر باعث افزایش قیمت تمام‌شده آن‌ها می‌شود. البته همان‌طور که جاشوا تتریک، مدیرعامل همپتون کریک، اعلام کرده است: این تنها یکی از گام‌های رسیدن به محصولی موفق در این حوزه بوده است. همان‌طور که کشف باتری بهتر به معنی ساخت بهترین خودرو الکتریکی نیست، ما نیز راه درازی در پیش داریم.

بسیاری از متخصصان این امر به تحقق وعده‌ی همپتون کریک تا سال ۲۰۱۸ بسیار امیدوارند. بروس فردریش، مدیر اجرایی مؤسسه‌ی گود فود، در مصاحبه با بیزنس اینسایدر می‌گوید:

با داشتن منابع مناسب تحقق این زمانبندی امکان‌پذیر است.

گوشت‌ پروشی آزمایشگاهی اگر بتواند به قیمت نهایی مناسبی برسد، می‌تواند انقلابی در صنایع غذایی و محیط‌زیست جهانی باشد. این گوشت‌ها باعث می‌شوند جانداران کمتری با رنج کشته شدن برای خوراک انسان‌ها روبه‌رو شوند و علاوه بر این به میزان قابل توجهی گازهای گلخانه‌ای را نیز کاهش خواهند داد. صنایع گوشتی طبق برآوردهای مؤسسه‌ی بررسی منابع جهانی، ۱۳.۵ درصد از تولید گازهای گلخانه‌ای در سراسر جهان را به خود اختصاص می‌دهند که با ادامه‌ی روند فعلی و افزایش جمعیت جهانی به ۹.۷ میلیارد نفر تا سال ۲۰۵۰، این عدد قطعا با رشد رو‌به‌رو خواهد بود.

برای مبارزه با این معضلات باید تحقیقات وسیعی در جهت جایگزینی گوشت با محصولاتی سالم‌تر صورت گیرد. این تحقیقات در سه دسته‌بندی عمده قرار می‌گیرند:

۱. جایگزین‌های گیاهی گوشت مانند سویا یا همبرگرهای درست‌شده از پروتئین‌های نخود شرکت بیاند میت

 ۲. گوشت‌هایی با آلایندگی کمتر مانند پروتئین‌های گرفته‌شده از حشرات محصول کورنیش ادیبل اینسکتز 

۳. گوشت‌های پرورشی آزمایشگاهی مانند محصولات همپتون کریک و ممفیس میتز.

تغییر روش‌های تغذیه، گامی است که ما باید برای تضمین بقای آینده‌ی خود برداریم. هر تلاشی در جهت جایگزینی صنایع گوشتی آلاینده‌ی کنونی، گامی برای آینده‌ی انسان‌ها خواهد بود. بنابراین همه باید دعا کنیم که ادعای  کریک به حقیقت بپیوندد.