Традиционные способы выращивания животных клеток трудоемкие и дорогие. Обычно такие клетки выращивают в биореакторах огромного объема — около 15 000 л. Их содержимое постоянно перемешивается. Клетки при этом нельзя выращивать с большой плотностью, потому что отходы от их производства накапливаются слишком быстро.

Ученые предлагают альтернативный метод культивирования клеток — перфузию. Суть заключается в непрерывном прохождении питательной среды через мембрану, на которой растут клетки. Это поддерживает оптимальные условия для роста клеток за счет постоянного обновления питательной среды и удаления отходов. Для увеличения площади культивирования мембраны могут быть уложены в несколько слоев.

В ходе эксперимента исследователи обнаружили, что новая система позволяет культивировать клетки куриного мяса с плотностью, в четыре раза превышающей плотность в традиционных биореакторах. Благодаря непрерывной работе системы без необходимости очистки удалось получить несколько урожаев за 20 дней.

Производительность системы составила 43% массы на объем, то есть на каждые 100 мл приходилось 43 мл культивированных клеток. Это на 30% превышает результаты, полученные ранее в аналогичных системах с фильтрацией.

Еще одним важным достижением стало создание питательной среды без компонентов животного происхождения. Традиционно для культивирования клеток куриного мяса используется сыворотка из живой куриной крови, которая является основной статьей расходов в производстве культивированного мяса — 40-60% от общей стоимости. Разработка среды на основе сахаров (циклодекстринов) и других растительных компонентов позволит значительно снизить затраты на производство.

Исследование включало анализ экономической эффективности разработанного метода в реальных условиях. Ученые смоделировани производство на установке объемом 50 000 л, что считается довольно небольшим по отраслевым стандартам. Было установлено, что она может производить более 2 млн кг культивированного куриного мяса в год. При таком масштабе производства и снижении затрат на сырье культивированное куриное мясо можно производить по цене $6,8 за 2,2 кг. Это примерно соответствует цене покупного органического куриного мяса в США.

Культивированное куриное мясо, возможно, еще долго не появится на полках магазинов. Но это исследование приближает этот момент. По оценкам, производство искусственного мяса использует на 80% меньше воды и на 35–67% меньше земли, чем традиционное сельское хозяйство.