Микрочастицы, полученные методом эмульсионного шаблонирования, с регулируемой жёсткостью и топологией: применение в качестве съедобных микронесущих частиц для культивируемого мяса

Культивируемое мясо может расширить подходы к производству белка, однако для превращения его в полноценную альтернативу традиционным источникам белка необходимо повысить эффективность производства. Микронесущие частицы позволяют культивировать в биореакторе достаточное количество адгезивных клеток, необходимых для получения мясных продуктов. Однако культивирование клеток на несъедобных микронесущих частицах требует дополнительной последующей обработки для отделения клеток перед употреблением. В этой работе представлены съедобные микронесущие частицы, поддерживающие пролиферацию и дифференцировку миогенных клеток в одной системе с биореактором. Для масштабируемого получения съедобных микронесущих частиц использовали эмульсии типа «вода в масле» в качестве шаблонов для формирования желатиновых микрочастиц. Кроме того, был разработан новый метод тиснения, позволяющий формировать на съедобных микронесущих частицах бороздчатый рельеф, чтобы проверить, способствует ли исчерченная текстура поверхности пролиферации и дифференцировке миобластов в суспензионной культуре. В рамках демонстрации принципиальной реализуемости было показано, что съедобные микронесущие частицы как с гладкой, так и с бороздчатой поверхностью поддерживают пролиферацию и дифференцировку мышиных миогенных клеток C2C12 в суспензионной культуре. На съедобных микронесущих частицах с бороздчатой поверхностью отмечалось небольшое усиление пролиферации и выравнивания миогенных клеток по сравнению с клетками, культивированными на гладких сферических микронесущих частицах. На этапе наращивания клеточной массы также наблюдалось формирование агрегатов клеток и микронесущих частиц, или «микротканей», при культивировании клеток на микронесущих частицах обоих типов. Миогенные микроткани, культивированные на гладких и бороздчатых микронесущих частицах, имели сходные характеристики по длине миотрубок, доле объёма, занимаемой миотрубками, и экспрессии маркеров миогенеза. Для подтверждения принципиальной возможности применения съедобных микронесущих частиц в производстве культивируемого мяса было показано, что они поддерживают получение миогенных микротканей из клеток C2C12 или мышечных сателлитных клеток крупного рогатого скота. Полученные ткани собирали центрифугированием в мясную котлету, пригодную для приготовления; котлета сохраняла форму и подрумянивалась при термической обработке. Эти результаты демонстрируют потенциал съедобных микронесущих частиц для масштабируемого производства культивируемого мяса в одном биореакторе.