Le secteur de la viande bio-imprimée connaît un essor surprenant. Bien que nous n’ayons pas encore assisté à un déploiement à grande échelle de viande ou de substitut de viande imprimé en 3D, il existe un certain nombre de produits et de projets pilotes en cours. Il y a même une startup d’impression de viande cotée en bourse en Israël. Et comme ce segment commence à fleurir et à prendre forme, cela signifie qu’il y aura une plus grande variété de types de viande créés – même l’une des variétés les plus luxueuses sur le marché : le bœuf Wagyu.
À l’université d’Osaka, au Japon, des chercheurs ont réalisé une version synthétique de ce produit bovin coûteux, qui peut coûter 200 dollars la livre en moyenne. Une partie de ce qui rend le Waygu si unique est sa forte teneur en graisse intramusculaire (communément appelée marbrure ou sashi). Non seulement cette race est nourrie pendant 600 jours, soit deux fois plus longtemps que les autres types de vaches, mais les animaux sont également élevés dans un environnement détendu. En conséquence, le steak est riche, juteux et possède un goût et une texture uniques.
Figure 1 de l’étude d’Osaka, présentant le projet. ” Structure d’un steak. (i, ii) Images colorées par H&E et (iii) Azan d’un morceau de steak. Des images représentatives de trois expériences indépendantes sont présentées. Toutes les barres d’échelle dénotent 100 μm (iv) Schéma d’une structure hiérarchique dans le muscle. b Schéma du processus de construction du steak cultivé. La première étape est la purification cellulaire des tissus de bovins pour obtenir des cellules satellites bovines (bSCs) et des cellules souches dérivées de l’adipose bovine (bADSCs). La deuxième est l’impression assistée par bain (SBP) des bSCs et des bADSCs pour fabriquer le tissu musculaire, graisseux et vasculaire avec une structure fibreuse. Le troisième est l’assemblage de fibres cellulaires pour imiter la structure du steak commercial. *SVF fraction vasculaire stromale”. Image reproduite avec l’aimable autorisation de Nature Communications.
Selon l’équipe, cette viande alternative imite la texture complexe du bœuf Wagyu. Pour y parvenir, les chercheurs ont utilisé des cellules souches provenant de vaches Wagyu pour imprimer en 3D un steak avec des muscles, de la graisse et des vaisseaux sanguins qui ressemblent au marbrage de la viande. Il s’agissait de deux variétés de cellules multipotentes, les cellules satellites bovines (bSC) et les cellules souches dérivées de l’adipose bovine (bADSC).
“En utilisant la structure histologique du bœuf Wagyu comme modèle, nous avons mis au point une méthode d’impression 3D qui peut produire des structures complexes sur mesure, comme des fibres musculaires, de la graisse et des vaisseaux sanguins”, a déclaré le Dr Dong-hee Kang.
L’équipe a imprimé en 3D 72 fibres individuelles dans un bain de “gel de tendon” composé de bSCs et de bADSCs permettant le développement du muscle, de la graisse et de la vascularisation. Les fibres individuelles ont ensuite été assemblées en une structure similaire à celle d’un steak commercial. Le bain de gel de tendon est décrit plus en détail ci-dessous :
“La caractéristique importante de la SBP modifiée, que nous avons nommée bioprinting intégré au gel de tendon (TIP), est l’introduction de gels de tendon pour ancrer les fibres cellulaires imprimées pour la culture. La figure 4a illustre le processus de la TIP dans lequel le bain d’impression est divisé en trois parties : le gel de tendon inférieur, le bain de support et le gel de tendon supérieur. Le G-Gel est utilisé comme bain de support comme décrit dans la section ci-dessus et le volume des gels de tendon est rempli d’une solution de nanofibres de collagène (CNF) à 4 % en poids qui présente une transition sol-gel réversible de 4 °C à 37 °C (figure supplémentaire 12). Pour séparer les couches et maintenir la structure, nous avons fabriqué des puits en polydiméthylsiloxane (PDMS) (figure supplémentaire 13). Après la gélification de la fibre bSC à l’intérieur du puits PDMS (Supplementary Movie 3), l’incubation pendant 2 h à 37 °C a permis aux gels du bain de support et du tendon de devenir une solution et un gel, respectivement, et le puits PDMS a ensuite été placé dans le milieu de culture.”
Figure 4 de l’étude d’Osaka décrivant l’impression intégrée au tendon (TIP). “a Le schéma de la TIP pour l’impression de cellules. b Images optiques (en haut) et en contraste de phase (en bas) du tissu bSC imprimé par TIP, conservant la structure fibreuse au jour 3. Les images ont été prises après fixation. Barre d’échelle, 1 mm. c Image colorée par H&E de la moitié du gel de collagène (ligne noire pointillée)-tissu bSC fibreux (ligne rouge pointillée) et image agrandie du tissu bSC fibreux (à droite). Barres d’échelle : 2 mm (à gauche) et 50 µm (à droite). d Image de fluorescence en 3D (à gauche) et mesure de l’alignement cellulaire (à droite) du tissu bSC dérivé du TIP, coloré avec de l’actine (rouge), de la CMH (vert) et du noyau (bleu) au troisième jour de différenciation. Barre d’échelle, 50 µm. e Images SEM du tissu bSC dérivé de TIP au jour 3 de la différenciation. Barres d’échelle, 10 µm et 100 µm (encart). f Niveaux d’expression de l’ARNm du CMH des CSB avant l’impression et du tissu de CSB dérivé de TIP au jour 3 de la différenciation (n = 3 échantillons indépendants, comparaison par test t par paire). g Image de fluorescence du tissu de CSB dérivé de TIP coloré avec de l’actine (rouge), du CMH (vert) et du noyau (bleu) au jour 14 de la différenciation. Barre d’échelle, 50 µm. h Images optiques de la fabrication de tissus multiples (25 exemplaires) par impression multiple. Les flèches noires indiquent les fibres cellulaires imprimées.” Image reproduite avec l’aimable autorisation de Nature Communications.
Les fibres – composées de 42 muscles, 28 tissus adipeux et deux vaisseaux sanguins – reliées entre elles par le gel du tendon, ont donné naissance à une viande semblable à un steak de 5 mm de diamètre et de 10 mm de longueur. Tranchée perpendiculairement, la viande présentait une structure marbrée ressemblant au bœuf Waygu.
“En améliorant cette technologie, il sera possible non seulement de reproduire des structures de viande complexes, comme le magnifique sashi du bœuf Wagyu, mais aussi d’apporter des ajustements subtils aux composants de la graisse et du muscle”, a déclaré Michiya Matsusaki, auteur principal de l’étude de Nature Communications.
Figure 5 de l’étude d’Osaka, qui donne un aperçu du projet. “a Image (à gauche) de la viande commerciale colorée par l’α-actinine (en bleu) et la laminine (en marron), basée sur un schéma d’assemblage (à droite). On suppose que les diamètres du muscle fibreux, de la graisse et des tissus vasculaires sont d’environ 500, 760 et 600 µm, respectivement. Barre d’échelle, 1 mm. b, c Images optiques du steak cultivé en assemblant les tissus musculaires (42 unités), graisseux (28 unités) et vasculaires (2 unités) sur (b) la partie supérieure et (c) la vue en coupe de la zone en pointillés. Les tissus musculaires et vasculaires ont été colorés au carmin (couleur rouge), mais pas le tissu adipeux. Barres d’échelle, 2 mm.” Image reproduite avec l’aimable autorisation de Nature Communications.
Je n’ai jamais mangé de bœuf Waygu, mais le résultat n’a pas l’air très appétissant, alors je vais devoir croire les chercheurs sur parole. Quoi qu’il en soit, la viande bio-imprimée pourrait contribuer à détourner les consommateurs de la viande d’origine naturelle. Bien que les vaches Waygu soient censées être traitées sans cruauté, l’industrie de la viande à grande échelle est généralement considérée comme cruelle. En outre, le bœuf génère 60 kg de gaz à effet de serre par kg de viande produite.
Toutefois, avant de se reposer entièrement sur le secteur sous-développé de la bio-impression de la viande pour réduire ces émissions, il peut être utile de réaliser une analyse du cycle de vie ou une estimation de l’empreinte énergétique que nous pouvons attendre de la viande bio-imprimée à l’échelle. Il est possible que la viande cultivée en laboratoire et les imprimantes 3D industrielles utilisent une quantité importante d’énergie qui, pour l’instant, serait alimentée par des combustibles fossiles. Des alternatives comme le passage au végétarisme ou au véganisme, ou le recours à de la viande produite localement par de petites exploitations biologiques, pourraient avoir un impact plus important que l’invention d’un tout nouveau segment industriel pour la culture de la viande en cuve.
Le post Bioprinted Waygu Beef développé par des chercheurs d’Osaka est apparu en premier sur 3DPrint.com | La voix de l’impression 3D / fabrication additive.
