Künstliche Intelligenz in der Zellkultivierung: Fortschritte und Herausforderungen

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Entwicklung von kultiviertem Fleisch steht im Fokus zahlreicher Forschungsinitiativen weltweit. An der Technischen Universität München wird intensiv daran gearbeitet, die Prozesse der Zellkultivierung durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz zu optimieren.

Die Herstellung von kultiviertem Fleisch ist ein vielversprechendes Feld, das sowohl ethische als auch ökologische Vorteile bietet. Doch bevor es im großen Stil auf den Markt gebracht werden kann, müssen zahlreiche technische und regulatorische Herausforderungen gemeistert werden. An der Technischen Universität München widmet sich die Professur für Cellular Agriculture unter der Leitung von Prof. Dr. Marius Henkel diesen Fragen. Ein zentrales Thema ist der Einsatz von Künstlicher Intelligenz, um die Effizienz der Zellkultivierung zu steigern.

Katharina Brenner, Doktorandin an der TUM, setzt sich intensiv mit der Frage auseinander, wie maschinelles Lernen die Produktion von kultiviertem Fleisch verbessern kann. Sie erklärt, dass KI-Modelle dazu genutzt werden können, um Prozesse in Bioreaktoren zu optimieren. Beispielsweise könnten Daten aus kleineren Reaktoren genutzt werden, um die Skalierung auf größere Einheiten zu simulieren und zu verbessern. Dies spart nicht nur Zeit, sondern auch erhebliche Kosten.

Ein weiterer Aspekt, den Brenner untersucht, ist das Design von Bioreaktoren und die Frage der Skalierbarkeit. Hierbei spielt die wirtschaftliche Machbarkeit eine entscheidende Rolle. Die Herausforderung besteht darin, die Zellkultivierung so zu gestalten, dass sie auch im industriellen Maßstab effizient und kostengünstig durchgeführt werden kann. Dabei stellt sich die Frage, ob Microcarrier, kleine Trägerkügelchen, die Zellen beim Wachstum unterstützen sollen, essbar sein müssen oder nicht.

Die Verwendung von Microcarriern ist ein gängiger Ansatz, um Zellen eine Oberfläche zum Anhaften zu bieten. In der Pharmazie werden oft Plastikträger verwendet, doch für kultiviertes Fleisch sind essbare Alternativen erforderlich. Diese könnten aus Erbsenproteinen bestehen, was jedoch weitere Fragen aufwirft, etwa ob Rückstände im Endprodukt verbleiben. Alternativ könnten auch Zellaggregate, also Gruppen von Zellen, als Wachstumsbasis dienen, was jedoch ebenfalls Herausforderungen mit sich bringt.

Ein weiteres Problem ist die Reinigung der Bioreaktoren nach der Zellernte. Die Reaktoren müssen sterilisiert werden, um für die nächste Kultivierungsrunde bereit zu sein. Hier gibt es noch viele offene Fragen, die geklärt werden müssen, um den Prozess effizient zu gestalten. Fehler in diesem Bereich können sehr teuer werden, weshalb eine gründliche Planung unerlässlich ist.

Die Regulierung von kultiviertem Fleisch ist ein weiterer wichtiger Punkt. In der Europäischen Union sind die Zulassungsprozesse sehr streng, was dazu führt, dass viele Forschungsprojekte in Länder wie Singapur oder die USA abwandern. Brenner wünscht sich schnellere Prozesse, um die Entwicklung in Europa voranzutreiben. Dies könnte durch eine Erhöhung der Mitarbeiterzahl bei den zuständigen Behörden erreicht werden.

Um die Akzeptanz von kultiviertem Fleisch in der Bevölkerung zu erhöhen, ist es wichtig, dass sich Menschen aus verschiedenen Fachbereichen mit dem Thema beschäftigen. Öffentlichkeitsarbeit und interdisziplinäre Zusammenarbeit könnten dazu beitragen, Vorurteile abzubauen und das Interesse an dieser innovativen Technologie zu steigern. Brenner hat hierfür den Verein Future Foods gegründet, der sich für nachhaltige Innovationen im Lebensmittelsektor einsetzt.

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