Wie is klaar voor proefbuissteak?

Het idee gaat al een tijdje mee. De mens voedt zich sinds zowat 200.000 jaar met vlees, maar vanaf de twintigste eeuw kwam er af en toe een pleidooi tegen de massale 'wrede' kweek en slachting van dieren. Doorgaans was de boodschap verpakt in sciencefictionliteratuur. Maar in 1932 schreef ook Winston Churchill: "Binnen vijftig jaar zullen we ontsnappen aan de absurditeit waarbij we een volledige kip kweken om dan alleen de borst of de vleugels op te eten. We zullen die onderdelen via een geschikte weg apart kweken."

Tachtig jaar later is de zoektocht naar 'in-vitrovlees' dwingender geworden en ontdaan van de fantasierijke waas die er lang rond hing. In 25 jaar tijd is de gemiddelde vleesconsumptie per inwoner van 30 naar ruim 40 kilo per jaar gestegen. Per seconde slachten we ongeveer 1.600 zoogdieren en vogels. Zeventig procent van de beschikbare landbouwoppervlakte gaat naar vee, veevoer en grasland en 40 procent van de graanproductie gaat naar vervoeder. Veehouderij is wereldwijd ook verantwoordelijk voor 18 procent van de totale uitstoot aan broeikasgassen, waarbij vlees- en melkproductie ongeveer elk de helft voor zich nemen. Tegen 2050 zijn we met negen miljard en zal de vraag naar vlees zijn verdubbeld.

Omdat maar een minderheid van de bevolking vegetariër wil worden, zien milieuvoorvechters een oplossing in labovlees. Volgens recent onderzoek van de universiteiten van Oxford en Amsterdam zou veeteelt vervangen door in-vitrovlees een daling opleveren van 96 procent van de broeikasgasuitstoot die nu door veeteelt wordt veroorzaakt. Er zou 7 tot 45 procent minder energie nodig zijn en proefbuisvlees zou 1 procent van de hoeveelheid landoppervlak en 4 procent van de hoeveelheid water die nu nodig zijn opsouperen.

De zoektocht naar dé methode om vlees zoals we het kennen in een laboratorium te reproduceren loopt evenwel niet van een leien dakje. Tien jaar geleden lanceerde de NASA een poging, met de bedoeling astronauten op lange missies beter te kunnen voeden. Bio-ingenieur Morris Benjaminson (Tour College, New York) slaagde erin spierweefsel van goudvissen te doen groeien in een vat met rundsserum, een vloeistof uit het bloed van ongeboren kalveren die de groei van cellen bevordert. Op doorbraken richting smakelijk en te commercialiseren labovlees bleef het echter wachten, onder andere omdat er weinig interesse en fondsen waren.

Om de zaak aan te zwengelen lanceerde de dierenrechtenorganisatie PETA in 2008 een prijskamp: het laboratorium dat als eerste proefbuiskip commercieel kan produceren, zou één miljoen dollar krijgen. De uiterste datum werd vastgelegd op 30 juni 2012. "Maar het zal voor 2013 zijn", zegt Ben Williamson van PETA. "De commercialisering blijkt nog niet volledig op punt te staan, al zijn de technieken er wel." En, zo benadrukt PETA, er is sinds 2008 wel een grote vooruitgang geboekt. Williamson: "In 2008 was er nauwelijks interesse. Onze wedstrijd heeft tientallen teams aan het werk gezet en middelen vrijgemaakt, waardoor we nu veel dichter bij commercieel in-vitrovlees staan."

Printtechniek

De winnaar wordt volgens PETA wellicht bio-fysicus Gabor Forgacs van de Universiteit van Missouri. Hij ontwikkelde een biologische 'printtechniek' waarbij stamcellen van verschillende soorten vlees clusters vormen en groeien dankzij een specifieke biologische vloeistof die eraan wordt toegevoegd. Forgacs is de eerste wetenschapper die in-vitrovlees heeft geproduceerd en geconsumeerd en hij ontwikkelt nu technieken voor commercialisering.

Aan dezelfde universiteit staat Nicholas Genovese volgens PETA het dichtst bij kip uit de proefbuis. Voor PETA USA is dat een prioriteit, aangezien in de VS 1 miljoen kippen per uur worden verorberd. Genovese krijgt nu nog een jaar fondsen van PETA. Ook hij werkt met stamcellen die in specifieke vloeistof en in vaten worden gekweekt.

Een eervolle vermelding krijgt vasculair fysioloog Mark Post van de Universiteit Maastricht, die werkt aan een hamburger met rundergehakt gemaakt uit 10.000 stamcellen van een rund. Volgens Post staat het project zo ver dat hij in oktober de eerste in-vitrohamburger in de pan kan leggen en laten proeven.

Het stamcelmateriaal waar Post mee werkt komt via een klassieke biopsie uit het spierweefsel van een dood dier, dat zo in theorie honderden tonnen vlees kan opleveren. Het gaat meer bepaald om 'satellietcellen' die in geval van weefselschade het herstel inzetten. De cellen gaan dan in een warme 'brei', een mengsel van een honderdtal synthetische voedingsstoffen zoals suikers en eiwitten en een serum uit koeienfoetussen.

Na een tijd ontstaat zo een dun laagje spierweefsel van enkele millimeters dik en enkele centimeters lang. Dat is mogelijk dankzij de enorme vermenigvuldigingscapaciteit van stamcellen. De commercialisering zal volgens Post echter niet voor 2013 zijn maar eerder voor binnen vijftien jaar.

Zo kost de productie van een echte hamburger met deze techniek, waarbij 3000 in-vitrorundslapjes nodig zijn, zeker 250.000 euro. Maar Post en zijn team van het In Vitro Meat Project willen die stunt in oktober volgend jaar realiseren om op die manier meer middelen los te weken. Die zijn nodig om de wetenschappelijke hindernissen voor de commercialisering weg te werken.

Een ervan is het serum uit koeienfoetussen. In Europa is het verboden vlees te produceren met groeihormoontechnieken. Post en zijn medewerkers studeren daarom op een synthetisch groeiserum en denken onder andere aan een vloeistof op basis van algen. Evenmin evident is dat stamcellen in een lab behoorlijk gevoelig zijn voor besmetting met kiemen. Volgens de Franse experte Brigitte Picard van het Institut National de la Recherche Agronomique zullen er een resem antibiotica aan te pas komen, waardoor labovlees alvast niet 'bio' zal zijn.

De specifieke samenstelling en smaak van vlees benaderen zorgt voor de meeste kopbrekens. In het labo liggen nu kleine lapjes spierweefsel. "Maar vlees is veel meer dan dat. Het is een combinatie van spiervezels in een structuur van bindweefsel, vet, bloedvaatjes, zenuwen en meer. Dat geeft het zijn unieke smaak en mondgevoel", zegt professor dierlijke productie Stefaan De Smet (UGent).

Vaalwit

Zo zorgt het zuurstofbindende eiwit myoglobine voor de typische rode kleur, die bruinachtig wordt wanneer je het vlees bakt. Het in-vitrovlees is vooralsnog vaalwit. Bepaalde combinaties van aminozuren, vetten en glucose zorgen ook voor de typische smaakcomponenten die ontstaan bij het verhitten van vlees. Post mengt de lapjes in-vitrovlees dan ook met vet- en bloedcellen, maar exact 'echt' vlees benaderen is een werk van lange adem. De Smet: "Post heeft het zoals te verwachten vooral moeilijk met de typische vezelstructuur. Bloed en vet en bepaalde eiwitten kun je wel toevoegen. In-vitrovlees dat de smaak van echt vlees benadert zal evenwel niet kunnen zonder additieven. Maar die structuur creëren is een hele uitdaging. Dieren bewegen en dat heeft een impact op het vlees. Ik verwacht dat in-vitrovlees eerder op gemalen vlees zal lijken dan op een volwaardige steak."

Momenteel lossen de onderzoekers in Maastricht dat op door constant elektrische stroom door de lapjes vlees te jagen. Of dat op grote schaal haalbaar is, is niet meteen duidelijk. Ook moeten de lapjes spierweefsel op een praktische manier 'gevoed' worden met stoffen om ze tot een aanvaardbare omvang te ontwikkelen. "Tot nu toe hebben niet veel in-vitro-onderzoeken de wetenschappelijke vakliteratuur gehaald", merkt De Smet op. "Toch zal het technisch op termijn wellicht lukken. Maar de economische haalbaarheid is een vraagteken. Eiwitten, in de vorm van synthetische aminozuren, en groeifactoren toevoegen is makkelijk maar kost ook wel wat, net zoals het opwarmen van de cel- en weefselculturen en het koelen van de weefsels." Om de commercialisering te doen slagen is er volgens De Smet ook nog een ander werkpunt. De Smet: "Iemand moet ook de consument nog eens bevragen over in-vitrovlees. Wil die vlees uit stamcellen uit een lab?"