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Wissen und Technik - 04.03.2019

Das zähe Warten aufs Labor-Steak

Kein Töten mehr, fürs Klima schonender – Fleisch aus der Retorte wäre sinnvoll. Einige Forscher arbeiten bereits daran. Doch der Weg zum Markt ist weit.

Fleischwerdung. Noch ist es Manufaktur, aus Stammzellen Muskel-, Bindegewebs- und Fettzellen zu züchten und zu Fleischartigem zu…

Nichts deutet darauf hin, dass in diesem Gewerbegebiet am Fleisch der Zukunft getüftelt wird. Kein Hinweisschild weist den Weg in dem unscheinbaren Gebäude im Zentrum von Ness Ziona, etwa dreißig Autominuten entfernt von Tel Aviv. Draußen brüllende Hitze, drinnen kühlt die Klimaanlage auf angenehme Temperaturen. Aufgedruckt auf eine Glastür in der zweiten Etage dann der entscheidende Hinweis: Hier geht es zu einem „Scientific Workspace“, einem wissenschaftlichen Arbeitsbereich. Auf einem Schild neben der Tür prangen 16 meist kryptische Logos von Biotech-Start-ups: „DiagnosTear“, „eSense Lab“, „FreezeM“ – und ganz unten rechts endlich das gesuchte „Supermeat“.

Passend zum ambitionierten Firmennamen präsentiert sich Ido Savir, einer der Gründer und Chef des Unternehmens. Zweifel an seinem Ziel, massenhaft Hühnchen- und Entenfleisch im Labor herstellen zu können, ohne dafür auch nur ein einziges Tier schlachten zu müssen, scheint er nicht zu kennen.

Fleisch, das in der Petrischale wächst

Supermeat erforscht, wie man Fleisch in der Petrischale wachsen lassen kann. In-vitro-Fleisch wird das meist genannt, Savir nennt es „Clean Meat“, weil es ohne Tierleid produziert werde, Ressourcen schone und in einem sauberen und kontrollierten Prozess entstehe, „ähnlich dem des Bierbrauens“. Sein Start-up ist 2016 mit Hilfe einer Crowdfunding-Kampagne an den Start gegangen, inzwischen besteht das Team aus zehn Mitarbeitern, die meisten Biologen oder Ernährungswissenschaftler. Sie wollen schaffen, was bisher niemand geschafft hat: Fleisch aus der Retorte salon- und restaurantfähig machen.

Als Pionier des Feldes gilt der niederländische Arzt und Forscher Willem van Eelen. Ende der 1990er-Jahre meldete er die ersten Patente für Techniken zur Herstellung von Fleisch aus dem Labor an. Zu dem Zeitpunkt war er bereits fast 80 Jahre alt. Es gelang ihm, die niederländische Regierung zu überzeugen, zwei Millionen Euro für eine Gruppe von Forschern bereitzustellen, die seine Arbeit fortführen wollten.

Eines der Folgeprojekte wurde weltweit berühmt: Der niederländische Pharmakologe Mark Post von der Universität Maastricht stellte 2013 den ersten Rindfleisch-Hamburger vor, der komplett im Labor entstanden war. Seine Entwicklung hatte etwa 250.000 Euro gekostet, finanziert unter anderem von Google-Mitgründer Sergey Brin. Das Urteil der Tester beim medial inszenierten Probe-Essen: trocken, recht fad, nicht überzeugend. Trotzdem war es für Post ein Riesenerfolg, denn er hatte bewiesen, dass das Prinzip funktioniert.

Start-ups wetteifern darum, wer als erster Fleisch an den Kunden bringt

Seitdem ist ein veritabler Wettstreit ums In-vitro-Fleisch entbrannt. Vor allem in den USA und Israel wetteifern Start-ups darum, wer es als Erstes schafft, Fleisch zu einem bezahlbaren Preis aus der Petrischale auf den Teller der Kunden zu bringen.

Ido Savir wollte mit Supermeat anfangs Hühnchenbrust im Labor züchten. „Das ist der heilige Gral, denn es handelt sich dabei um ein echtes Organ, eine dreidimensionale Struktur“, sagt Savir. Aber schnell wurde ihm klar, dass es zu lange dauern würde, mit diesem komplizierten Vorhaben auf den Markt zu kommen. Also wendeten sie sich dem Versuch zu, eine Art Rohmasse zu produzieren, die dann zu Burgern, Pasteten oder Würstchen verarbeitet werden kann.

Die Idee hinter dem Laborfleisch ist genial: Die Stammzellen, die man benötigt, gewinnt man per Muskelbiopsie. In einer Nährlösung vermehren sich die Zellen, danach wachsen sie in einem Bioreaktor unter bestimmten Bedingungen zu Muskelsträngen zusammen. Mark Posts erster Burger bestand aus etwa 20.000 dieser Muskelfasern – Fett- und Bindegewebszellen fehlten, auch deshalb war er so trocken.

Längst versuchen Forscher deshalb, Stammzellen mit dem richtigen Nährmedium den Anstoß zu geben, sich in unterschiedliche Gewebetypen zu verwandeln. Hat man einmal genug dieser Zellen kultiviert, braucht man für den gesamten Prozess kein Tier mehr. Oder, wie Ido Savir es werbewirksam zusammenfasst: „Ein Hühnchen könnte theoretisch die Welt ernähren.“ Theoretisch.

Medium rar. Das Nährmediumrezept hält Supermeat-Chef Ido Savir geheim.

Fragt man Savir, wie weit er mit der Forschung ist, weicht er immer wieder gekonnt aus. „Die größte Herausforderung ist es, genug Fleisch zu produzieren, und das bei einem verträglichen Preis“, sagt er. Dabei ist eines der Grundprobleme noch immer nicht gelöst: Die Nährlösung, in der die Zellen sich vermehren sollen, muss alles bieten, was in der Natur zur Verfügung steht: Proteine, Fette, Zucker, Vitamine.

Benutzt wird fötales Kälberserum

Traditionell wird für solche Zellkulturen fötales Kälberserum benutzt. Es enthält besonders viele Wachstumsfaktoren und wenige wachstumshemmende Stoffe. Aber es ist vor allem wegen seiner Herstellungsmethode in der Kritik. Denn das Serum wird direkt aus dem noch schlagenden Herzen ungeborener Kälber gewonnen, die vorher aus der Gebärmutter des geschlachteten Muttertiers herausgeschnitten wurden. Dieser grausame Prozess passt nicht zum Image des „Clean Meat“. „Laborfleisch wird nicht mit fötalem Kälberserum auf den Markt kommen“, sagt Ido Savir. Es gebe durchaus schon serumfreie Alternativen auf dem Markt, „aber es dauert, bis wir genau die richtige Zusammensetzung gefunden haben.“

Savir führt in einen Laborraum, wo sein Kollege Tomer Halevy an den Zellkulturen arbeitet. Gerade untersucht er, wie sie auf das Nährmedium reagieren. Unter der 100-fachen Vergrößerung des Mikroskops zeigt er einen Haufen von Hühnerstammzellen. „Derzeit versuchen wir, die Zellen dazu zu kriegen, zu tun, was wir wollen: Sie sollen schnell wachsen und sich teilen“, sagt der Biologe. Wie, verrät er nicht. Der größte Teil des Labors ist streng geheim. Falls es schon echtes Fleisch gibt, dann bekommt man es bei Supermeat nicht zu sehen. Savir achtet penibel darauf, was er preisgibt – und was nicht. „In zwei bis drei Jahren wollen wir mit unserem Fleisch auf den Markt kommen“, sagt er.

„Es gibt noch viele Hürden“

„Genau das hört man von den Unternehmen in diesem Bereich schon seit Jahren“, sagt Silvia Woll vom Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Woll hat mit zwei Kolleginnen das bisher einzige Forschungsprojekt zu In-vitro-Fleisch in Deutschland durchgeführt. Seit dem Erscheinen des Abschlussberichts vor etwa einem Jahr sei die Problematik noch dieselbe. So gebe es etwa immer noch keine guten Zelllinien, auf die man aufbauen könne. Problematisch sei auch die Entwicklung von Gerüsten, an denen die Zellen entlang wachsen sollen, sowie von Bioreaktoren mit entsprechender Kapazität. „Es gibt noch viele Hürden und das erzählen die Unternehmen einfach nicht“, sagt Woll.

Auch ein anderer Vorteil des Laborfleischs ist längst nicht so klar, wie manchmal behauptet wird. Es soll nicht nur frei von Tierleid sein, sondern auch das Klima schonen. Die wenigen Studien, die bisher erschienen sind, gehen davon aus, dass seine Erzeugung zumindest im Vergleich zu Rindfleisch weniger Land und Wasser benötigen dürfte. Da aber bisher nirgends In-vitro-Fleisch in größerem Maßstab hergestellt wird, sind viele Parameter bloße Annahmen. „Niemand weiß, wie viel Energie die Herstellung in den Bioreaktoren benötigen wird“, sagt Woll.

Woher würde Energie für die Bioreaktoren kommen?

Diese Unsicherheiten betonen in einer aktuellen Studie auch Forscher im Fachblatt „Frontiers in Sustainable Food Systems“. In einer Modellrechnung vergleichen sie den Effekt von Rinderzucht auf die globale Erwärmung mit dem von vier möglichen Szenarien der Kunstfleischproduktion. Das Ergebnis: Ob das Fleisch aus dem Labor letztendlich eine bessere Klimabilanz haben werde, hänge maßgeblich davon ab, ob die Energie für die Bioreaktoren aus nachhaltigen Quellen komme. Ersetze man aber die Kuh-Emissionen, die größtenteils aus Methan bestehen, einfach durch Kohlendioxid, erhöhe dies die Temperaturen unter Umständen sogar stärker.

Nur ein paar Meter entfernt von Ido Savir und seinem Supermeat forscht im gleichen Labortrakt noch ein anderes Unternehmen an In-vitro-Fleisch: „Aleph Farms“. Und dort haben sie sogar noch hochfliegendere Ambitionen. „Andere Unternehmen wollen Eiweiß produzieren, das aus Fleisch stammt. Aber unsere Vision ist es, echtes Fleisch zu produzieren“, sagt Neta Lavon.

Die Stammzellforscherin und Vizepräsidentin des Start-ups will im Bioreaktor ein echtes Rindersteak wachsen lassen. Während bei Supermeat vergangenes Jahr der Fleischkonzern PHW eingestiegen ist, zu dem auch „Wiesenhof“ gehört, wird Aleph Farms von der israelischen Innovationsbehörde unterstützt. Die Behörde stellt in den nächsten acht Jahren mehr als 24 Millionen Euro für weitere Unternehmensgründungen im Bereich Lebensmitteltechnologie bereit.

Auch bei Aleph Farms sind sie noch dabei, kleine Proben Fleisch herzustellen. Sie werden von einem Team aus Ernährungswissenschaftlern zubereitet und gekostet, sagt Lavon. Mit dem Nährmedium könne dann etwa der Anteil von Protein und Fett im fertigen Steak verändert werden. Zu sehen aber gibt es auch hier bisher nur eine rötliche Flüssigkeit, in der die Zellen schwimmen. Die genaue Zusammensetzung sei geheim, aber es sei kein Kälberserum, betont die Forscherin und stellt die Schale mit der Flüssigkeit zurück in einen der beiden Inkubatoren. Sie nennt die Geräte, die äußerlich Kühlschränken ähneln, ihre „Kühe“ – weil die Zellen darin auf ihrem Weg zum Steak ähnliche Bedingungen vorfinden sollen wie im lebendigen Tier.

Voraussichtlich nur für eine kleine Klientel bezahlbar

„Ein echtes Steak zu produzieren ist eine große Herausforderung“, sagt Michael Sittinger, Leiter des Labors für Tissue Engineering am Berlin-Brandenburger Centrum für Regenerative Therapien. Da die Zellkulturen keine Blutgefäße haben, müssen die einzelnen Schichten sehr dünn sein, damit noch genügend Nährstoffe sie erreichen. Sittinger schätzt die Lagen auf etwa einen Millimeter Dicke. Diese müssten dann mit einem Gerüst oder mit Füllstoffen zu einem Fleischstück verbunden werden.

Sittinger findet die Forschung an In-vitro-Fleisch spannend. Dass es aber dazu beitragen könnte, das sich verschärfende Ernährungsproblem der Weltbevölkerung zu lösen, wie mitunter postuliert wird, glaubt der Professor nicht. „Für mich ist es schon beeindruckend, wenn ich es schaffe, Zellmengen von einem Kubikzentimeter zu kultivieren“, sagt er. Größere Mengen bräuchten Unmengen an Nährmedium und Energie, das werde die Produkte vermutlich sehr teuer machen und sei voraussichtlich nur für eine kleine Klientel bezahlbar. „Um viele Menschen damit zu ernähren, wäre das viel zu umständlich“, sagt Sittinger.

In Ness Ziona sehen sie das anders. Ido Savir ist sich sicher, dass Enten- und Hühnerfleisch aus seinem Labor in ein paar Jahren auf die Teller der ersten Restaurants kommt. Ob er das schafft, ob Fleisch aus der Petrischale in größeren Mengen überhaupt jemals Realität wird, kann man nach dem Besuch nicht einschätzen. Der Eindruck ist: Die Hürden sind groß, vielleicht zu groß. Ido Savir aber bewahrt sein Pokerface bis zum Schluss. Zum Abschied verspricht er mit einem Lächeln: „Nächstes Mal gibt es eine Kostprobe.“

Offenlegung: Der Autor recherchierte diesen Text auf einer von der Helmholtz-Gemeinschaft mitfinanzierten Reise.

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