Les experts prédisent que produire de la viande dans un laboratoire à l'aide de techniques d'ingénierie tissulaire - ou de viande cultivée en laboratoire - sera un jour beaucoup plus durable, nutritionnellement équivalent et sans les préoccupations éthiques de la production de viande typique. Cependant, produire de la viande de manière économique en laboratoire reste un problème.

Maintenant, Les ingénieurs chimistes de Penn State suggèrent que l'utilisation d'ordinateurs pour analyser les besoins métaboliques des cellules d'élevage d'animaux d'élevage - ou la modélisation métabolique à l'échelle du génome - pourrait aider les scientifiques de l'alimentation à concevoir des processus et des milieux de croissance qui produisent de la viande à des échelles adaptées à la commercialisation.

« À ce jour, les alternatives à la viande cultivée restent d'un prix prohibitif, " a déclaré Costas D. Maranas, Donald B. Broughton Professeur au Département de génie chimique et associé à l'Institute for Computational and Data Sciences. « La dépense la plus importante est de loin le coût des composants qui composent le milieu de croissance cellulaire. La modélisation métabolique peut aider à trouver des moyens de trouver des combinaisons de nutriments qui seraient moins chères et plus adaptées aux besoins métaboliques des cellules en croissance. "

La modélisation métabolique utilise des ordinateurs pour déterminer comment les gènes produisent des protéines dans un organisme, comme les bovins et les poulets, dit Patrick Suthers, post-doctorant en génie chimique. Le but, alors, serait de prendre ces informations pour guider avec précision la production de viande cultivée qui est à la fois de haute qualité et aussi rentable que possible.

"Idéalement, vous souhaitez utiliser le moyen le moins coûteux de nourrir les cellules en croissance pour obtenir les résultats que vous souhaitez, " dit Suthers. " Mais, c'est vraiment une question d'efficacité, ce n'est donc pas nécessairement le support de croissance le plus rapide. Par exemple, vous pourriez avoir un support à croissance plus lente, mais il pourrait être sensiblement moins cher à produire. »

Pour faire de la viande en utilisant ce procédé, les chercheurs prélèvent des cellules sur des animaux et multiplient ensuite ces cellules plusieurs fois. Actuellement, ce processus est limité aux opérations à petite échelle dans les laboratoires, ce qui le rend trop cher pour le consommateur moyen. Cependant, en produisant de plus gros volumes de viande, la viande cultivée en laboratoire peut devenir une alternative plus souhaitable à la production de viande actuelle.

"Le génie chimique et la modélisation métabolique n'ont jamais été utilisés dans ce domaine auparavant, ", a déclaré Suthers. "Ce que nous essayons vraiment de faire ici, c'est d'examiner certaines des étapes que les chercheurs ont effectuées pour d'autres processus et de concevoir un processus qui correspond à ce système."

Les chercheurs, qui ont publié leur critique dans un récent numéro du Journal of American Institute of Chemical Engineers, suggèrent que la dépendance à l'égard de la production actuelle de viande cause des problèmes environnementaux et sanitaires croissants.

Selon les chercheurs, l'élevage est responsable d'environ 18 % des émissions de gaz à effet de serre. L'élevage représente directement ou indirectement 70% de toutes les terres agricoles, s'élevant à 30 % de la surface terrestre de la Terre et à plus de 8 % de l'utilisation mondiale de l'eau par l'homme.

« La quantité de viande consommée augmente et si vous regardez la quantité de ressources nécessaires pour répondre à cette demande, y compris la terre et les cultures nécessaires pour nourrir les animaux, il a un grand impact sur l'environnement, " a déclaré Suthers. " Dans l'agriculture industrielle, il y a aussi un risque accru que les maladies, comme les virus et les bactéries, vont se répandre au sein des troupeaux. Les bovins produisent également du méthane, il y a donc des impacts climatiques, également."

Parce que l'élevage du bétail soulève également des problèmes de bien-être animal, la viande cultivée en laboratoire peut être une option attrayante pour les personnes qui s'opposent à la consommation de viande pour des raisons religieuses ou éthiques, il ajouta.

Bien que la notion de fabrication de viande en laboratoire puisse être difficile à imaginer pour la plupart des gens, le comparer à une brasserie peut être un meilleur moyen de visualiser le processus, dit Suthers.

"Cela peut sembler inhabituel, mais, De plusieurs façons, cela pourrait être similaire à une brasserie, " dit Suthers. " Dans une brasserie, vous trouverez de grands réservoirs en acier, cuves et autres équipements, que les gens n'assimilent pas nécessairement à quelque chose qui est en laboratoire. Mais les mêmes choses que les gens font dans une brasserie pour faire de la bière ou de l'alcool, vous pourriez le faire dans un laboratoire."

Suthers a déclaré que davantage de travail devait être fait pour faire de la viande cultivée en laboratoire une réalité, mais il a ajouté que l'introduction de modèles informatiques est une étape cruciale dans cette direction.

"Nous n'en sommes qu'aux premiers stades de l'assemblage des pièces, " dit Suthers. " Mais, nous pensons que la modélisation informatique pourrait avoir un grand impact là-dessus."