إنتاج لحوم أسماك  من خلايا جذعية Stem Cells

محمد شهاب

تعريف الخلايا الجذعية Stem Cell (1)

فئة من الخلايا غير المتمايزة والتي لها القدرة على التخصص لنوعٍ واحد متخصص من الخلايا.

يمكن الحصول عليها من مصدرين رئيسيين الأول هو الخلايا الجذعية الجنينية والمسؤولة عن تكون الجنين في المراحل المبكرة في بطن الأم، والنوع الثاني الخلايا الجذعية البالغة والموجود في عدة مناطق للكائن البالغ، وكلا النوعان يتميزانِ بقابليتهم للتمايز إلى خلايا متخصصة.

جاء فى موسوعة ويكيبيديا(2) انه أصبح زراعة خلايا جذعية من الحيوان ممكنا منذ عام 1990، و يشمل إنتاج كميات بسيطة من الأنسجة، و التى من الممكن طبخها و اكلها. و قامت وكالة أبحاث الفضاء الامريكية بتجارب منذ عام 2001 لإنتاج لحم مستزرع من خلايا الديك الرومى، و كان إنتاج أول عينة صالحة للأكل بواسطة NSR/Touro Applied BioScience. وفى عام 2013 كان البروفيسير مارك بوست Mark Post الأستاذ بجامعة ماسترخت-هولندا- أول من عرض برجر نمى من خلية جذعية. و منذ هذا الحين بدأت تظهر لحوم مستزرعه، و التى أجتذبت أنتباه وسائل الإعلام. و لكن نظرا لقلة البحوث فى هذا الأتجاه، فلم تنتشر اللحوم المنتجة من خلايا جذعية على نطاق تجارى. حيث صرح البروفيسير مارك بوست Mark Post بأنها ستكون متاحة تجاريا عام 2021. نظرا لأسباب منها عدم قياس مدى تقبل المستهلك لها، مع الحاجة الى مزيد من التطوير مرتبط بالنواحى الصحية و البيئية و الأقتصادية و الثقافية.

الخلايا الجذعية المتكاثرة تحتاج لمصدر غذائى لتنمو و تتطور، فوسط النمو يجب ان يتكون من خليط من مكونات متوازنه، و عوامل نمو growth factors. وقد تعرف العلماء على وسط نمو خلايا عضلات الديك الرومى و السمك و الغنم و الخنزير. أعتمادا على دوافع الباحثين، فإن وسط النمو له مستلزمات إضافية.

انقضى عقد من الزمن منذ أن نجح البروفيسور ياماناكا شينيا من جامعة كيوتو(اليابان) الحاصل على جائزة نوبل في تخليق أول خلايا جذعية بشرية مستحثة متعددة القدرات iPS.(3)، استخدام طريقة ياماناكا، يمكن إعادة برمجة خلايا من عينات صغيرة من الجلد أو الدم وزراعتها لتخليق عدد كبير من الخلايا الجذعية القادرة على التمايز إلى خلايا متخصصة، تشكل أعضاء مثل العضلات والعظام والقلب والكبد والأوعية الدموية والأعصاب.

في 2008، عرضت منظمة «PETA» مكافأة قدرها مليون دولار لأول شركة تتمكن من إنتاج لحم دجاج مُعَد في المعمل وإيصاله إلى المستهلكين بحلول عام 2012، فيما وضعت الحكومة الدنماركية أربعة ملايين دولار من أجل الأبحاث في مجال اللحوم المزروعة معمليًّا. عُقد أول مؤتمر عالمي يتناول هذا الموضوع خصيصًا في عام 2008 في النرويج، تحت إشراف معهد بحوث الطعام، بينما أعلنت مجلة «التايم» أن إنتاج اللحوم المُصنَّعة معمليًّا كان واحدًا من أكثر 50 فكرة إبهارً في عام 2009 (4).

المميزات

الطريقة التي اتبعت من أجل سد احتياجاتنا المتزايدة بشكل جنوني، في أقل من 50 عامًا مضت، كان عن طريق إنشاء البيوت الخضراء Green Houses، والمزارع المختلفة لتربية الحيوانات بشكل جماعي ضخم. مشكلة هذا الحل، حسبما يشير تقرير منظمة «وورلدووتش»، أن هذه العملية مكلفة على كل الأصعدة، فتربية آلاف الحيوانات في مزرعة يستلزم موارد ضخمة من أجل ضمان الحفاظ على هذه الحيوانات والاستفادة منها، وإتاحة الفرصة لها للتزاوج والولادة، ثم رعاية الحيوانات الصغيرة. يتمثل جزء كبير من هذه الموارد في المساحات الخضراء الشاسعة التي تحتاجها هذه المزارع، والقدر الرهيب المطلوب من الماء. من أجل تكوين صورة أفضل، يمكننا أن تعلم أن 75% من الأراضي الزراعية في العالم مخصصة لإنتاج اللحوم، بينما يحتاج إنتاج نصف كيلو لحم فقط من خمسة آلاف إلى 20 ألف لتر ماء.

الشركة الألمانية «موسا ميت» مختصة بصناعة بيرغر من اللحم الأحمر المنتج في المختبر عام 2013 وصلت كلفتها إلى 280000 دولار لصناعة القطعة الأولى. ومنذ ذلك الحين، عملت الشركة على تحسين تقنيتها وإنتاجها لتخفيض هذه الكلفة إلى 10.30 دولار للقطعة الواحدة. قد يبدو هذا السعر باهظاً الآن، ولكنّ الطلب على اللحوم المصنوعة في المختبر بات كبيراً اليوم في الصناعة الغذائية لأسباب كثيرة، أهمّها إمكانية الحصول على إنتاج أقلّ كلفة في المستقبل، فضلاً عن أنّ تنمية (وشراء) الأجزاء القيّمة فقط من الحيوان ستسهم في تقليل الهدر.

إضافة إلى الأرض والمياه، فإن الطعام الذي تحتاجه هذه الحيوانات من أجل النمو، والطاقة التي تتكلفها (متمثلة في الوقود الحيوي)، تفوق اللحوم الناتجة من هذه الحيوانات نفسها بنسب كبيرة جدًّا(4).

الفكرة الجديدة المطروحة من أجل حل هذه المشكلة لم تخرج من مزرعة أو مصنع، وإنما من معمل، فتمكَّن العلماء من تصنيع شريحة لحم من خلية صغيرة أُخِذَت من الحيوان. هذه الطريقة لا تستلزم أراضي زراعية أو حبوبًا أو وقودًا، كل ما نحتاجه خلية جذعية من الحيوان، وطبق توضع فيه الخلية، وبعض المغذيات التي تحتاجها الخلية للتكاثر، ثم نترك الخلية لتنمو إلى شريحة لحم.المؤشرات تدل على أن اللحم المُصنَّع معمليًّا(حيوان-دجاج-سمك و كائنات بحرية) قادم لا محالة، وأن أنصار حقوق الحيوان والنباتيون بالأحرى سيناصرونه بشدة، فهل العالم مستعد له؟(4)

اسماء للبروتين الحيوانى المصنوع من خلايا جذعية:

اللحم النظيف-  اللحوم المزروعة في المختبر- اللحوم المطوّرة في المختبر- اللحوم المصنوعة من الخلايا-سمك دون زعانف Finless Fish- شرائح أنبوب الاختبار-مزرعة مائية خلوية   cellular aquaculture

مميزات المنتج الجديد من بروتينات الخلايا الجذعية:

- خطوة هائلة نحو تطوير أنواع مختلفة من المنتجات الحيوانية و المأكلات البحرية و الدواجن.

- حماية للبيئة من الإسراف فى استخدام الموارد(بشرية-أرضية-مائية-مالية)

- فتح المنافسة و ايضا الصراع بين(المزارعين ومنتجي الأجبان وصانعي اللحوم المطهوة- و أيضا بين مزارعى السمك و الصيادين مع منتجى الأسماك و المأكولات البحرية من الخلايا الجذعية – ايضا منتجى الدواجن مع منتجيها من الخلايا الجذعية)

- إمكانية الحصول على إنتاج أقلّ كلفة في المستقبل.

- تنمية (وشراء) الأجزاء القيّمة فقط من الحيوان ستسهم في تقليل الهدر.

السمك و الماكولات البحرية:

بدأت أولى محاولات "استزراع اللحم" بتمويل من وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) عام 2002، مستهدفة إنتاج لحم أسماك يمكن تنميته في الفضاء لتوفير غذاء بروتيني لرواد الرحلات الفضائية الطويلة، وفي وقت مقارب تم استخدام خلايا جنينية للأغنام وأخرى للضفادع لإنتاج عضلات يمكن استهلاكها كلحوم لإطعام القطط(8).

ابتكار شرائح السمك المثالي يتطلّب علماً دقيقاً. يبدأ الأمر بتخدير السمكة حيّة حتى يتمكّن العلماء من جمع عينة من الخلايا الجذعية للعضلات. وأكّد الباحثون أنّ هذه العملية لا تعرّض السمكة لأي أذى، حتى إنّها تستطيع العودة لاستكمال حياتها الطبيعية كسمكة سعيدة. وتجدر الإشارة إلى أنّ عينة واحدة قادرة على إنتاج مليارات الخلايا. بعدها، يصار إلى وضع الخلايا الجذعية في مرق نباتي التركيبة مليء بالأغذية ويُطبخ في مفاعل حيوي Bio reactor، بينما تنمو الخلايا وتتكاثر. والهدف الأساسي هنا هو «خداع» الخلايا لتظنّ أنها لا تزال تعيش في جسم حيّ، كي تكمل عملها في ابتكار النسيج. . من هنا، تتكثّف الخلايا وتختلط مع سائل غذائي يعرف باسم «الحبر الحيوي» الذي يتحوّل بعدها عبر الطباعة الثلاثية الأبعاد إلى التصميم المستهدف، كفيليه السمك Fish Filete أو اسكالوب المحار scallops و سرطان البحر(الكابوريا crab) أو أي ابتكار آخر لأي من ثمار البحر. خلايا السمك قابلة للنمو في درجة الحرارة المحيطة على عكس خلايا الثدييات، ما يعني أن عملية الإنتاج ستستهلك طاقة أقلّ.

مع نهاية هذا العام، تتوقع الشركة الناشئة Blue Nalu أن تصنع قطعاً من الأسماك بحجم صدفة الاسكالوب، تلك الأنواع الموجودة في أوعية السمك النيئ. وتخطط شركة بلو نالو Blue Nalu، الموجوده معاملها فى وادى سورنتو بولاية كاليفورنيا الأمريكية لصناعة مجموعة متنوعة من الأسماك والقشريات والرخويات يوماً ما. في مختبر صغير في وادي سورينتو، يستخدم باحثون في شركة «بلو نالو» الخلايا الحية لتنمية أجزاء الأسماك - العضلات والدهون فقط. وسوف تستخدم هذه الأنسجة في المستقبل للتعبئة في أشكال مألوفة مثل رائحة فيليه سمكة «الماهي - ماهي» الطازجة، والسمك الأحمر، أو التونة المقشورة، وذلك من خلال عملية أشبه بالطباعة الثلاثية الأبعاد، سيستخدم فيها الباحثون «الحبر» المصنوع من الخلايا، بدل الحبر البلاستيكي.
كما قامت شركة Finless Foods التى تأسست عام 2016 فى سان فرانسيسكو بولاية كاليفورنيا، بزراعة سمك من خلايا جذعية، و فى عام 2017 أنشئت معمل بدأ تشغيله فى يولية، و الذى تقدم بسرعة فى هذا المجال، حيث صرح مدير الشركة ميك سيلدين Mike Selden بتوقع ظهور منتجات السمك المستزرع من خلايا جذعية بنهاية عام 2019. (5)

لماذا كانت البدايات حذرة؟

 ضرورة المضي قدمًا في المزج الصحيح بين الإبداع في بحوث الخلايا الجذعية وتطبيقاتها وإنشاء البنوك الحيوية، -مع الالتزام بمعايير الجودة وإصدار الإرشادات والقوانين اللازمة لذلك ومراعاة البُعد الأخلاقي، بما يحقق التوازن بين التحديات القائمة والآمال العريضة في مستقبل واعد لصحة أفضل للأجيال القادمة.

- العملية لا بد أن تتم في معامل ميكروبيولوجي متخصصة تتوافر فيها أعلى درجات الأمان الحيوي التي تراعي المخاطر النسبية للتلوث بالأحياء الدقيقة والميكروبات المُمْرِضة، وتتطلَّب إجراءات منها الملابس الواقية والتحكم في دخول وحركة الهواء بالمختبر، والتعامل بخصوصية وحذر مع المخلفات الناتجة من هذا المختبر(8).

العلم عامةً لا يتوقف عند أي حد. السبب الذي جعل أنصار هذه التقنية يسمونها «اللحم النظيف» و بإمكان العلماء أن يضيفوا المواد التي يريدونها إلى اللحم ويزيلوا ما يريدون. فمثلًا، يفكر العلماء في التلاعب بالمادة الوراثية للخلايا، أو حتى البيئة المحيطة، من أجل إضافة الدهون المفيدة إلى اللحم، أو من أجل الحصول على جودة أعلى ولحم أكثر استدامة.هذه التقنية لم تعد مختبئة في المعامل بعد الآن. «مارك بوست»، صاحب أول قطعة برغر مصنوعة معمليًّا بالكامل، أنشأ شركته Mosa Meat التي تهتم بتطوير اللحم المزروع معمليًّا، إضافة إلى شركة «Memphis Meat» التي أنتجت حتى الآن كرات لحم وأفخاذ دجاج(5).

نظرا لما صدر من شركة BlueNalu الأمريكية من تصريح يفيد أن خلال عدة أشهر ستطرح أو دفعه من أسماك الزعانف الصفراء yellowtail و سمك ماهى ماهى mahi mahi والتى انتجت من خلايا جذعية فى مفاعل عضوى وليس من الصيد أو اى نوع من الزراعه المائية  Aquaculture(9)، أيضا 27 شركة على مستوى العالم أصبح مجموع الشركات التى دخلت فى إنتاج لحوم من الخلايا الجذعية منها 11 شركة العام الماضى فقط. طبقا لدراسة نشرت فى مايو من معهد Good Food Institute (GFI). بواشنطن –أمريكا.(9) و كان قد نشر بتاريخ 20/6/2019 أنه اجرى اختبار التذوق لسالمون خلوى منتج على الساحل الغربى الأمريكى Portland Oregon, Olympia Oyster Bar، و قد تم بيع الرطل من السالمون الخلوى  بسعر 7-8 دولار، وقيل أنه ليس رخيصا و لكن يراعى أمور مثل اللون و الطعم و نسيج اللحم  Tissueو غيرها (10). و العمل على قدم و ساق لتحسين المنتج و خفض السعر و مزيد من الدراسة لدفع المنتج للأفضل و خفض السعر.

هناك امور لابد من ذكرها بهذا الصدد عن إيجابيات و سلبيات إنتاج لحم السمك من خلايا جذعية:

الإيجابيات:

- التكنيك المستخدم سيوفر نفقات باهظة و موارد طبيعية(مياه و أرض و مياه و أعلاف و كيماويات) كانت تستخدم إنتاج السمك سواء بالأستزراع او الصيد

- إنتاج بروتين نظيف مقارنة بالمنتج من المصادر الآخرى.

- تكاد تنعدم مخلفات سواء قشور او احشاء أو رؤؤس سمك و غيرها.

- إبطال حجج حماة البيئة التى توجه لطرق الإنتاج الآخرى.

السلبيات:

- خلق بطالة للعاملين فى قطاعات إنتاج السمك التقليدية.

- الجدل الذى لم يحسم حول تكلفة الإنتاج مقارنة بالطرق التقليدية.

- الحاجة لدراسة مدى تقبل المستهلك للمنتج الجديد.

- مازال المنتج يحتاج لخفض سعره للمستهلك.

نظرا لقرب نزول إنتاج سمك الخلايا الجذعية للأسواق فمصر(خبراء و باحثين و رجال أعمال) مطالبة ببحث الموضوع، حتى لا يداهمنا  الوقت ونجد انتاجنا لم يعد يواكب التطورات الجديدة.

المصادر:

(1) الخلايا الجذعية واستخداماتها في الحياة

8/3/2019/weziwezi

 https://weziwezi.com/%D8%A7%D9%84%D8%AE%D9%84%D8%A7%D9%8A%D8%A7-%D8%A7%D9%84%D8%AC%D8%B0%D8%B9%D9%8A%D8%A9-%D9%88%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D8%AE%D8%AF%D8%A7%D9%85%D8%A7%D8%AA%D9%87%D8%A7-%D9%81%D9%8A-%D8%A7%D9%84%D8%AD%D9%8A%D8%A7%D8%A9/

(2)Cultured meat 

https://en.wikipedia.org/wiki/Cultured_meat

(3) تقنية خلايا iPS الجذعية اليابانية على أعتاب ثورة مع تحولها إلى التطبيقات السريرية

اليابان 30/1/2017 نيبون

https://www.nippon.com/ar/currents/d00358/

(4) لحوم مُصنَّعة معمليًّا: هل هي فرصتنا الأخيرة لتفادي أزمة الغذاء؟

https://manshoor.com/science/lab-grown-meat/

(5) لبدائل الصناعية للحوم تزداد انتشاراً شرائح أسماك تُنتَج من الخلايا الحية داخل المختبرات

https://aawsat.com/home/article/1736756/%D8%A7%D9%84%D8%A8%D8%AF%D8%A7%D8%A6%D9%84-%D8%A7%D9%84%D8%B5%D9%86%D8%A7%D8%B9%D9%8A%D8%A9-%D9%84%D9%84%D8%AD%D9%88%D9%85-%D8%AA%D8%B2%D8%AF%D8%A7%D8%AF-%D8%A7%D9%86%D8%AA%D8%B4%D8%A7%D8%B1%D8%A7%D9%8B

6- العلاج بالخلايا الجذعية لا يزال قيد البحث

https://www.scientificamerican.com/arabic/articles/news/stem-cell-therapy-is-still-under-investigation/

7-  The future of aquatic foods – including lab-grown “synthetic” fish – spurs new agreement between WorldFish and International Food Policy Research Institute (IFPRI)

https://aquaculturedirectory.co.uk/the-future-of-aquatic-foods-including-lab-grown-synthetic-fish-spurs-new-agreement-between-worldfish-and-international-food-policy-research-institute-ifpri/

8- لحوم مصنعة في المختبر للنباتيين والباحثين عن الطعام الصحي والفقراء

https://www.shorouknews.com/news/view.aspx?cdate=12082019&id=dec7fbff-7ae1-4a74-a7ff-69561dc192dc

9-BlueNalu just months from first batch of yellowtail, mahi mahi grown from cells

https://www.undercurrentnews.com/2019/06/12/bluenalu-just-months-from-first-batch-of-mahi-mahi-yellowtail-grown-from-cells/

10- Lab-grown salmon startup gets funding boost

https://vegconomist.com/startups/wild-type-debuts-lab-grown-salmon-at-first-tasting-event/

<!--<!--<!--