Una nuova strategia di selezione cellulare migliora la purezza delle cellule staminali per la produzione di carne in coltura
Ottimizzando le combinazioni di marcatori della superficie cellulare, lo studio migliora significativamente la purezza delle cellule staminali e il potenziale miogenico durante il passaging, offrendo una solida fonte di cellule seminali essenziali per il progresso delle tecnologie della carne in coltura.
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La tecnologia della carne in coltura, che coltiva cellule staminali di origine animale per trasformarle in prodotti commestibili, rappresenta un'alternativa ecologica all'allevamento tradizionale. Le MuSC sono fondamentali per la generazione di fibre di carne, ma l'isolamento di popolazioni pure da tessuti muscolari complessi è stato difficile. Inoltre, i metodi standard di selezione cellulare spesso determinano un calo della capacità di staminalità e differenziazione durante l'espansione cellulare. Affrontare queste limitazioni è fondamentale per produrre prodotti a base di carne coltivati validi e scalabili. Alla luce di queste sfide, è urgente sviluppare strategie migliori per isolare e mantenere le cellule staminali muscolari funzionali per la produzione di carne in coltura.
Uno studio (DOI: 10.48130/fmr-0025-0001) pubblicato su Food Materials Research il 28 febbraio 2025 dal team di Renpeng Guo, Shijie Ding e Guanghong Zhou, dell'Università Agraria di Nanchino, offre un metodo affidabile e scalabile per produrre cellule staminali di alta qualità, fondamentali per la produzione di carne in coltura.
Per ottimizzare l'isolamento delle MuSC suine, i ricercatori hanno inizialmente applicato il metodo di Ding, utilizzando una digestione enzimatica per ottenere cellule mononucleate dal tessuto muscolare dei suinetti, seguita da una colorazione con anticorpi fluorescenti (CD31, CD45, CD56 e CD29) e da una selezione cellulare attivata dalla fluorescenza (FACS) per isolare le MuSC CD31-/CD45-/CD29+/CD56+. Sebbene questo metodo abbia inizialmente ottenuto una popolazione di cellule PAX7-positive pari all'85%, i successivi passaggi hanno portato a una drastica riduzione della staminalità, con l'espressione di PAX7 che è scesa al 16,7% e la capacità di fusione miogenica che è scesa a circa il 33% al quinto passaggio (P5). Per ovviare a queste limitazioni, è stata sviluppata una nuova strategia che incorpora i marcatori CD31, CD45, JAM1, ITGA5 e ITGA7. Selezionando le cellule CD31-/CD45-/JAM1- e suddividendole ulteriormente in base all'espressione di ITGA5 e ITGA7, sono state identificate tre popolazioni: ITGA5+/ITGA7- (FAPs), ITGA5+/ITGA7+ (SMCs) e ITGA5-/ITGA7+ (MuSCs). Le analisi di immunofluorescenza, qPCR e Western blot hanno rivelato che il metodo perfezionato ha raggiunto una maggiore purezza, con oltre il 90% di MuSCs positive a PAX7, una maggiore specificità dei marcatori PDGFRA e CNN1 per FAPs e SMCs, rispettivamente, e una morfologia cellulare significativamente più uniforme. Il sequenziamento del trascrittoma ha ulteriormente convalidato queste identità, confermando profili di espressione genica distinti e un arricchimento significativo nelle vie di sviluppo del muscolo scheletrico per il gruppo arricchito di MuSC. Dal punto di vista funzionale, le MuSC 5-7+ hanno mostrato un potenziale differenziativo superiore, raggiungendo un tasso di fusione dei miotubi del 90% rispetto al 61% con il metodo convenzionale, e hanno mantenuto una maggiore espressione di PAX7 e una minore quantità di marcatori cellulari contaminanti in più passaggi. Nel complesso, questa nuova strategia di selezione migliora significativamente l'isolamento, l'espansione e le prestazioni miogeniche delle MuSC suine, fornendo una fonte cellulare più robusta per la produzione di carne in coltura.
In sintesi, questo studio pone le basi per la produzione su larga scala di carne suina coltivata, aprendo la strada ad alternative di carne sostenibili, etiche e di alta qualità.
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