Die Entwicklung von Zelllinien hat eine reiche Geschichte der Verbesserung qualitativ hochwertiger Lebensmittel und Getränke wie Brot, Joghurt, Käse und Bier. In der heutigen Ära des technologischen Fortschritts und der beständigen Einhaltung von Richtlinien von maßgeblichen Stellen wie der Weltgesundheitsorganisation, der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) und der Europäischen Union stehen diese Prinzipien im Mittelpunkt, um die globale Lebensmittelversorgung sicher und nachhaltig auszubauen.

Kulturierte Hühnerpavés

In einem bahnbrechenden Schritt im Jahr 2022 gab die FDA ihr Zulassungssiegel für Geflügelzuchtprodukte für den Verzehr ab. Diese gewaltige Entscheidung eröffnete nicht nur Möglichkeiten für im Labor gezüchtetes Hühnchen, sondern ebnete auch den Weg für mehrere Unternehmen, die USDA-Zulassung für den Verkauf von Hühnchen im Jahr 2023 zu erhalten. Diese zentrale Ankündigung etabliert zellkultivierte Lebensmittel als eine zunehmend praktikable Lösung für weltweite Lebensmittelkrisen und bietet Nachhaltigkeit, ethische Praktiken und ökologische Freundlichkeit.

Der Prozess der Kultivierung von zellkultiviertem Fleisch, von der Gewebeextraktion an Tieren bis hin zum Endprodukt, das zum Verzehr bereit ist.

Kultivierte Meeresfrüchte: Die nächste Grenze

Die Fischereiindustrie steht in der heutigen Welt vor beispiellosen Herausforderungen. Überfischerei wird von den Anforderungen einer wachsenden Bevölkerung angetrieben, die marine Ökosysteme gefährdet. Die Lösung liegt in Zelllinienentwicklungstechniken, die sicherere und nachhaltigere Alternativen darstellen, wie z. B. kultivierte Meeresfrüchte.

Die Hauptrolle übernimmt BlueNalu mit Hauptsitz in San Diego, Kalifornien, das sich für die Entwicklung gesunder, sicherer und nachhaltiger ozeanfreundlicher Produkte einsetzt. Der Schlüssel zu ihrem Erfolg ist ihre Zusammenarbeit mit Molecular Devices, die modernste Technologien und Fachwissen nutzt, um Biologika für die behördliche Zulassung ihrer innovativen Lebensmittelquellen herzustellen, zu charakterisieren und zu skalieren.

Der Weg des zellkultivierten Fleisches: Von Zellen zu Tabelle

Die Herstellung von zellkultiviertem Fleisch beginnt mit der Entnahme einer kleinen Probe lebender tierischer Zellen. Diese Zellen durchlaufen einen sorgfältigen Prozess, um sicherzustellen, dass nur die optimalen Zellen für das Wachstum isoliert werden. Faktoren wie erhöhtes Wachstum, Überlebensfähigkeit und Produktion werden häufig als Kennzeichen für die Identifizierung optimaler Zellen betrachtet. Die fortschrittliche Imaging-Technologie, einschließlich der hochmodernen Lösungen von Molecular Devices, überwacht die ausgewählten Zellen beim Scale-Up und gewährleistet so einwandfreie Qualität, Sicherheit und Stabilität.

Von der Einzelzellisolation bis zur Sicherheitsbewertung spielen die Instrumente von Molecular Devices eine entscheidende Rolle im Arbeitsablauf von kultiviertem Fleisch.

Die Bedeutung der Monoklonalität

Um die Produktion von geschmackvoll schmeckendem kultiviertem Fleisch zu gewährleisten, werden nur genetisch identische Zellen verwendet. Nicht alle vom Tier gesammelten Zellen verfügen über die wesentlichen Eigenschaften für eine robuste Gewebeentwicklung, was die Bedeutung der Isolierung und Auswahl der günstigsten aus Einzelzellen gewonnenen Gewebe unterstreicht. Der DispenCell Single-Cell Dispenser und der CloneSelect Imager spielen eine entscheidende Rolle bei der Sicherstellung der Monoklonalität, was für die Einhaltung strenger Sicherheitsstandards von Regulierungsbehörden von entscheidender Bedeutung ist.

Da die Vorschriften für die Zelllinienentwicklung zunehmend strenger werden, müssen Forscher Einzelzellklonierungen durchführen und Beweise liefern, dass eine Zelllinie von einer einzigen Zelle abstammt – Nachweis der Klonalität. Die Dokumentation der Monoklonalität hat jedoch die Notwendigkeit für robustere Technologien und Methodiken bei Bioprozessen gesteigert. Die herkömmliche Herangehensweise beinhaltet die Visualisierung der Wells mittels weißem Durchlicht an Tag 0, um das Vorliegen einer einzelnen Zelle zu bestätigen. Diese Herangehensweise ist jedoch nicht ganz problemfrei, da Zelltrümmer und durch die Wells hervorgerufene Artefakte leicht mit Zellen verwechselt werden können. Folglich ist nicht jede einzelne Zelle in einem Well überlebensfähig genug, um in eine einzelne Kolonie zu wachsen. Die Zelllinienentwicklung wertet das Zellwachstum zu getrennten Kolonien aus und verfolgt dann die Herkunft der Kolonie durch Bilder des im Laufe der Zeit aufgenommenen Wells zurück, um die Monoklonalität zu bestätigen.

Dieser Arbeitsablauf hebt die Fähigkeiten des CloneSelect Imager System hervor, das jede SBS-Fußabdruck-kompatible Platte in 90 Sekundenschnelle im Weißlicht-Modus aufnimmt, um die Monoklonalität auf Grundlage einer objektiven Bildanalyse zu verifizieren. In Kombination mit dem DispenCell Single-Cell Dispenser für die Einzelzell-Dispensierung verbessert er den Arbeitsablauf der Monoklonalitätssicherung sowohl durch eine Zunahme des klonalen Auswuchses als auch durch eine impedanzbasierte Verifizierung der Monoklonalität, gefolgt von einer bildbasierten Verifizierung der Monoklonalität, wodurch die Zeitvorgaben für die Monoklonalitätssicherung reduziert werden.

Effizienz durch Automatisierung

Die Automatisierung erweist sich bei der Erweiterung der Zelllinienentwicklung für die Produktion kultivierter Lebensmittel als unverzichtbar. Durch die Beseitigung menschlicher Fehler und der Variabilität von Charge zu Charge garantiert die Automatisierung konsistente, erstklassige Ergebnisse – genau wie die Methoden, die von pharmazeutischen Riesen für die Entwicklung sicherer Therapeutika verwendet werden. Dieser umfassende Ansatz, der die Datenverfolgung von der ersten Kultivierung bis zum Endprodukt umfasst, gewährleistet nicht nur die Lebensmittelsicherheit, sondern gewährleistet auch die Einhaltung strenger regulatorischer Maßstäbe.

Der Weg voraus: Eine nachhaltige und gesündere Zukunft

Technologien zur Entwicklung von Zelllinien verändern die Lebensmittelindustrie und eröffnen beispiellose Möglichkeiten für nachhaltige, umweltbewusste Alternativen. Mit Unternehmen wie BlueNalu an der Spitze dieser Revolution verspricht die Nutzung bewährter Technologien und Prozesse zur Entwicklung von Zelllinien eine Zukunft, in der kultivierte Fische und Meeresfrüchte unsere Tische zieren, die Artenvielfalt in den Meeren fördern und das menschliche Wohlbefinden gleichermaßen fördern.

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