A la recherche de solutions pour une viande cultivée plus durable, donc n'utilisant pas de sérum animal, des chercheurs japonais ont développé un système de co-culture utilisant des cellules hépatiques et des micro-organismes photosynthétiques.
Développée depuis 2012, la viande cultivée utilise des facteurs de croissance d’origine animale. Une solution certes prometteuse pour répondre à la demande croissante de la consommation mondiale, mis qui pose d'autres problèmes notamment des coûts de production élevés, sans oublier le risque de contamination et les préoccupations éthiques. Des chercheurs japonais se sont intéressés à un nouveau système de culture n’utilisant pas de sérum.
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Une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Tatsuya Shimizu de l'Université médicale des femmes de Tokyo, a ainsi « mis au point un nouveau système de culture de cellules musculaires sans sérum en utilisant des micro-organismes photosynthétiques », indique le communiqué publié par l’Université de Waseda le 28 octobre 2024. Les résultats de ces recherches ont été publiés dans Scientific Reports le 23 août 2024.
Rappelant que les cellules hépatiques de rat sont également connues pour sécréter ces fameux facteurs de croissance, les chercheurs ont découvert que « le milieu restant après la culture de ces cellules hépatiques (ou le surnageant) contient des facteurs de croissance et peut soutenir la croissance des cellules musculaires sans utiliser de sérum », indique le communiqué. Mais « l’inconvénient est que les cellules produisent également des déchets comme le lactate et l’ammoniac dans le milieu en même temps, ce qui finit par entraver la croissance des cellules musculaires », explique Tatsuya Shimizu. L’élimination de ces déchets est donc primordiale pour faire de ce surnageant de culture une alternative au sérum animal.
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Une solution de culture durable et peu couteuse
L’équipe de chercheurs a alors développé des micro-organismes photosynthétiques capables d’absorber des métabolites de déchets nocifs, tels que le lactate et l’ammoniac, et de les convertir en nutriments pour les cellules animales (cellules hépatiques et cellules musculaires de rat), tels que le pyruvate et les acides aminés », détaille le communiqué.
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Le nouveau système pour produire des facteurs de croissance proposé par l’équipe de chercheurs repose sur la co-culture de cellules hépatiques de rat avec les cyanobactéries modifiées, dont le surnageant de cette co-culture pourrait ensuite être utilisé pour favoriser la croissance des cellules musculaires sans sérum. Selon leurs calculs, « la co-culture de cyanobactéries avec les cellules hépatiques de rat entraîne une réduction de 30 % du lactate et de plus de 90 % de l'ammoniac. De plus, lorsque ce surnageant de co-culture a été utilisé pour cultiver des cellules musculaires, les chercheurs ont constaté que « le taux de croissance des cellules musculaires était trois fois plus élevé que celui observé lorsque seules des cellules hépatiques de rat étaient utilisées.
« Notre étude propose un nouveau système de culture cellulaire durable et peu coûteux, largement applicable dans divers domaines impliquant l’agriculture cellulaire, tels que la production de viande cultivée, la fermentation, la production biopharmaceutique et la médecine régénérative. De plus, en tant que technologie de production de viande sans tuer d’animaux, la culture de cellules animales avec des micro-organismes photosynthétiques pourrait contribuer à résoudre non seulement les futurs défis de sécurité alimentaire, mais aussi les préoccupations éthiques et les problèmes liés au changement climatique », conclut le professeur Shimizu.