Ćelijska poljoprivreda

Ćelijska poljoprivreda se bavi proizvodnjom poljoprivrednih proizvoda pomoću kultura ćelija i ulazi u oblast tzv. alternativnih proteina (alt.pro). Alt. pro su proteini koji se mogu koristiti kao zamena za uobičajene životinjske proteine. Alt.pro mogu biti biljnog porekla, mogu biti i od insekata, a posebna grupa proteina označena kao kultivisano meso se dobija pomoću metoda ćelijske poljoprivrede. Većina metoda ćelijske poljoprivrede potiče iz biomedicine i tkivnog inženjerstva, dok primene i upotreba proizvoda dobijenih ćelijskom poljoprivredom pretežno pripadaju oblasti tehnologije hrane.

Kultivisano meso je osnovni tip alternativnih proteina kojim se bavi Institut BioSens. Jedan od glavnih izazova za skaliranje tj. industrijsku proizvodnju kultivisanog mesa su ukupni troškovi proizvodnje. Najveći deo troškova (čak do 80%) za kultivaciju mesa potiče od cene hranljivog medijuma i fetalnog goveđeg seruma, neophodnih za gajenje ćelija u kulturi. Troškovi se mogu smanjiti ne samo jeftinijim formulacijama hranljivog seruma, već i putem metoda optimizacije dizajna bioreaktora i instrumenata i naročito upotrebom senzorskog sistema praćenja ključnih parametara, da bi se postigla maksimalna produkcija ćelija po jedinici zapremine medijuma.

U tom smislu se fokusiramo na optimizaciju procedura za dobijanje ćelijskih produkata, a u bliskoj saradnji sa Centrom za senzorske tehnologije razvijamo i senzore za praćenje ključnih parametara u bioprocesu kultivacije mesa: koncentracija biomase, što je osnovni parametar ćelijske kulture i koncentracija osnovnih hranljivih materija – glukoze i glutamina i njihovih glavnih metabolita, laktata i amonijaka, koji mogu inhibirati rast ćelija. Senzori se testiraju na „minijaturizovanim“ bioreaktorima tj. mikrofluidnim modelima uz primenu „Laboratorija na čipu“ principa, koji će se zatim skalirati na bioreaktore većih zapremina.

Projekti:

REALSENSE1 – Monitoring of cell culture parameters using sensors for biomass and nutrients/metabolites in media: Lab-on-a-Chip (LOC) approach, 2019-2021; Good Food Institute Inaugural Competitive Grant Program.

REALSENSE2 – From lab-on-a-chip to custom bioreactor: scale up modeling study, 2020-2022 Good Food Institute Competitive Grant Program