Modifizierte Bionanopartikel als Carrier für Wachstumsfaktoren und Peptide, die die Zellanhaftung, -vermehrung und -differenzierung fördern, um die Produktion von kostengünstigem Kulturfleisch zu verbessern (NanoMeat)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Che Julius Ngwa, Ph.D.; Dr. Juliane Schuphan
• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 565625683

Kultiviertes oder künstliches Fleisch (cultured meat) ist eine Form der zellulären Landwirtschaft, bei der Fleisch aus in vitro gezüchteten Tierzellen hergestellt wird. Diese sich rasch entwickelnde Technologie könnte die wachsende Weltbevölkerung mit Fleisch versorgen und gleichzeitig die Nachteile der traditionellen Viehzucht wie Infektionskrankheiten, Antibiotikamissbrauch, mangelhafter Tierschutz und Treibhausgasemissionen beseitigen. Um wettbewerbsfähig zu werden, muss kultiviertes Fleisch wirtschaftlich mit natürlichem Fleisch vergleichbar und diesem ethisch überlegen sein. Dies ist jedoch eine Herausforderung, da fötales Rinderserum (FBS) im Kulturmedium benötigt wird, um Wachstumsfaktoren für die Zellvermehrung und -differenzierung bereitzustellen. FBS ist teuer und kann nur durch die Tötung von Kälbern beschafft werden. Eine kostengünstigere und ethischere Lösung ist die Verwendung von Trägerstrukturen für rekombinante Wachstumsfaktoren, die die Vorteile einer kontrollierten Freisetzung, einer höheren Wirksamkeit und geringerer Kosten bieten. Wachstumsfaktoren können auf pflanzlichen virusähnlichen Nanopartikeln (VNPs/VLPs) immobilisiert werden, die vielseitige und biokompatible Carrier sind, die als Proteinträger dienen. VNPs/VLPs können als Hydrogelkomposite eingearbeitet werden, um die Adhäsion von Stammzellen zu verbessern und die Zelldifferenzierung in einer 3D-Umgebung zu fördern. Pflanzliche VNPs/VLPs werden von Säugetieren gut vertragen und sind für Säugetierzellen in vitro weder toxisch noch infektiös, was sie ideal für die Herstellung von Kulturfleisch macht. Das vorgeschlagene Projekt befasst sich mit den folgenden Forschungsfragen: (1) Können Stammzellen mit modifizierten VNPs/VLPs in einer Hydrogelmatrix kultiviert werden, die Zelladhäsionspeptide und Wachstumsfaktoren tragen? (2) Fördern diese Carrier die Anheftung, Vermehrung, Differenzierung und Reifung von Stammzellen? (3) Können diese Carrier FBS ersetzen und so eine sichere, kostengünstige und ethisch vertretbare Alternative für die kultivierte Fleischproduktion bieten?

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen