Les américains aiment leur viande. Selon l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture, les Américains consomment en moyenne plus de 270 livres de viande chaque année. Le Johns Hopkins Center for A Livable Future rapporte qu’au cours du siècle dernier, les Américains ont a doublé sa consommation de viande. À l’échelle internationale, les Américains sont parmi les principaux consommateurs de viande au monde, se livrant à plus de trois fois la moyenne mondiale.
Au-delà du risque accru de complications pour la santé – risques accrus de maladies cardiaques, de diabète et de pneumonie – la consommation de viande pose plusieurs problèmes écologiques tels que des menaces pour l’utilisation des terres et l’approvisionnement en eau. L’élevage est le plus grand utilisateur mondial de ressources terrestres, avec 80 % des terres agricoles totales consacrées à la production d’aliments pour animaux. En plus de la terre, il faut plus de 15 400 litres (plus de 4 000 gallons) d’eau pour produire un kilogramme (2,2 livres) de viande rouge.
C’est un euphémisme, alors que la population de la Terre continue de croître – pour atteindre 9 milliards de personnes d’ici 2040, selon quelques estimations— nous aurons besoin de 50 % de nourriture en plus et, par extension, de plus de terre et d’eau pour produire cette nourriture.
Il existe des alternatives comme manger moins de viande, ou pas entièrement de viande ou de produits d’origine animale. Les chercheurs du Laboratoire de recherche sur les biomatériaux d’ingénierie (EBRL) de l’UVM explorent cependant une autre alternative : la viande cultivée.
« Nous créons et testons des matériaux qui peuvent être traduits pour examiner la médecine régénérative, la sécurité alimentaire et les normes de test d’ingénierie », a déclaré le Dr Rachael Floreani, directrice de l’EBRL. « La capacité pour moi de prendre des fourches sur la route qui sont pionnières par les étudiants a été incroyable. Et avec la viande cultivée, il s’agit d’essayer de créer des moyens supplémentaires de fournir des aliments nutritifs aux peuples du monde. »
L’une de ces solutions est un scellant flexible pour les ponctions pulmonaires.
« Nous travaillerions avec des médecins et des chirurgiens pour voir s’il existe un besoin non satisfait chez les patients », a déclaré Irfan Tahir, titulaire d’un doctorat. candidat et New Harvest Fellow à l’EBRL, a déclaré. « Par exemple, un précédent projet EBRL était un scellant de plaie pour les ponctions pulmonaires. Si le poumon de quelqu’un est perforé, nous avons créé un biomatériau, une sorte de pansement, et à mesure que le poumon se dilate et se contracte, le biomatériau se dilate et se contracte également. »
Et tandis que l’EBRL a généralement abordé l’ingénierie tissulaire pour le domaine médical, les recherches de Tahir se sont concentrées sur la viande cultivée, en particulier l’échafaudage cellulaire, les structures qui aident les cellules de la viande à se développer.
Pour cultiver de la viande, les cellules d’un animal doivent être acquises, généralement par une biopsie musculaire pendant que l’animal est sous anesthésie. Tahir prend la biopsie musculaire – qui comprend d’autres éléments tels que le tissu conjonctif et les matrices extracellulaires – et isole les cellules, en les faisant croître et en les multipliant jusqu’à ce que leur nombre se compte en millions en quelques jours seulement. Une fois que suffisamment de cellules sont cultivées, elles sont appliquées sur un échafaudage.
« L’échafaudage recrée le microenvironnement dans lequel les cellules se développent à l’intérieur du corps d’un animal. Notre laboratoire possède une expertise en matière d’échafaudage », a déclaré Tahir. « Nous concevons des hydrogels et d’autres types de matériaux qui sont bénéfiques pour la croissance des cellules. »
Les échafaudages ont été construits avec du collagène, qui est généralement récolté sur des animaux, ce qui va à l’encontre du but ultime de la viande cultivée : faire pousser de la viande sans tuer un animal. La récolte de ces matériaux n’est pas durable non plus. Au lieu de cela, Tahir s’est concentré sur l’utilisation d’alginate, un polymère présent dans les algues brunes. Lui et Floreani ont récemment publié un article open source explorant comment les échafaudages peuvent être contrôlés mécaniquement.
« Si nous voulons produire de la viande cultivée à grande échelle, nous avons besoin de matériaux évolutifs », a déclaré Tahir. « Par exemple, au lieu d’extraire du collagène pour les échafaudages de millions d’animaux, nous devons nous tourner vers des sources plus durables telles que les algues, qui peuvent pousser à la fois dans l’eau douce et salée. »
Tahir a expliqué que d’autres chercheurs utilisent des matériaux comme l’herbe, le tofu et même des feuilles d’épinards pour les échafaudages.
Et bien que la viande cultivée présente des avantages éthiques globaux, il existe certains obstacles au développement et à la croissance de cellules destinées à la consommation. Une fois que les cellules ont été isolées d’une biopsie, elles sont nourries avec un milieu liquide pour favoriser la croissance.
« La source du milieu liquide s’appelle FBS, sérum de veau fœtal, qui provient d’un veau. Il est obtenu de manière contraire à l’éthique et il est extrêmement coûteux, mais il fonctionne si bien car c’est une soupe de nutriments qui permet au bébé de grandir, », a déclaré Tahir. « Cette soupe de nutriments contient des facteurs de croissance, de l’insuline, tout ce dont les cellules ont besoin pour se développer et prospérer. Il y a un énorme mouvement sur le terrain pour essayer de remplacer cela. Même dans notre laboratoire, nous travaillons avec des alternatives afin de ne pas il faut l’obtenir d’une manière cruelle. »
Tahir et l’EBRL se sont associés à des organisations telles que Multus Media et Future Fields pour obtenir des facteurs de croissance d’origine éthique et sans antibiotiques pour les cellules cultivées.
Le domaine de la viande cultivée fait partie d’un domaine évolutif appelé agriculture cellulaire et Floreani soutient pleinement le mouvement.
« Nous allons manquer d’espace pour cultiver de la nourriture, qu’il s’agisse d’animaux ou de plantes pour nourrir les gens. Les chiffres sont stupéfiants », a déclaré Floreani. « Quand j’ai pensé à passer de la création de cartilage via l’ingénierie tissulaire à la culture de viande, cela pourrait être un moteur pour que cette technologie réponde à un problème de sécurité nationale. »
Et garantir une source alimentaire sûre et saine est dans l’intérêt de la sécurité nationale. En septembre, le président Biden a publié un décret exécutif faisant progresser l’innovation biotechnologique pour une « bioéconomie américaine durable, sûre et sécurisée ».
« C’est la politique de mon administration de coordonner une approche pangouvernementale pour faire progresser la biotechnologie et la biofabrication vers des solutions innovantes dans les domaines de la santé, du changement climatique, de l’énergie, de la sécurité alimentaire, de l’agriculture, de la résilience de la chaîne d’approvisionnement et de la sécurité nationale et économique », a déclaré le ordre exécutif lu. « Bien que la puissance de ces technologies soit la plus vive en ce moment dans le contexte de la santé humaine, la biotechnologie et la biofabrication peuvent également être utilisées pour atteindre nos objectifs climatiques et énergétiques, améliorer la sécurité alimentaire et la durabilité, sécuriser nos chaînes d’approvisionnement et développer l’économie. dans toute l’Amérique. »
Tahir, un végétalien, en plus d’assurer une source de viande plus sûre pour les Américains et le monde, veut finalement mettre fin à l’abattage de millions d’animaux.
« Si cela réussit, nous aurions peut-être un monde où nous n’aurions pas à tuer un animal pour obtenir de la viande », a déclaré Tahir. « Nous sommes très loin de ce scénario, mais il est important de faire de la recherche fondamentale pour atteindre cet objectif. »
Des recherches connexes sont publiées dans nourriture.
Irfan Tahir et al, Hydrogels à base d’alginate à double réticulation avec propriétés mécaniques accordables pour la viande cultivée, nourriture (2022). DOI : 10.3390/aliments11182829