An einem Sommertag im Jahr 2013 Leila Strickland Sie sah begeistert zu, wie Mark Post den ersten im Labor gezüchteten Hamburger enthüllte: Tausende von Gewebekulturplatten, gefüllt mit Rinderstammzellen, gemischt mit fötalem Kälberserum und anderen Nährstoffen, die sich in Muskelzellen differenzieren.
Zweifellos aufregend, aber Leila Stricklands (Biomilq) Gedanken wanderten bereits zu einer anderen möglichen Anwendung der Zellkultur: der menschlichen Muttermilch. Wie viele Mütter hatte Strickland gehofft, ihre beiden Kinder in den ersten sechs Monaten nach ihrer Geburt stillen zu können.
Die medizinische Einrichtung betrachtet das Stillen als den Goldstandard der Säuglingsernährung. Muttermilch scheint die Wahrscheinlichkeit von Verdauungsproblemen, Hautausschlägen und (insbesondere) nekrotisierender Enterokolitis, einer seltenen, aber möglicherweise tödlichen Darmerkrankung bei Frühgeborenen, zu verringern.
Wie die Idee geboren wurde
Wie viele Mütter hatte auch Leila Strickland Schwierigkeiten beim Stillen. Ihr erstes Kind, das drei Jahre zuvor geboren worden war, hatte Mühe, sich an ihrer Brustwarze festzuhalten. Sie hatte jetzt ähnliche Probleme mit ihrer kleinen Tochter. So begann Leila Strickland darüber nachzudenken, wie sie kein künstliches Fleisch anbauen könnte, sondern Zellen, die Muttermilch produzieren. Eine schwangere Frau hätte während der Schwangerschaft eine Brustbiopsie durchführen lassen können, und sie hätte Zellen züchten und Milch produzieren können, noch bevor das Baby geboren wurde.
Einige Tage später sammelten sie und ihr Mann 5.000 Dollar an Ersparnissen und kauften eine riesige bei eBay biologische Haube, ein Mikroskop, ein Inkubator und eine Zentrifuge. Jahrelang kämpfte sie darum, das Projekt am Leben zu erhalten, und war kurz davor aufzugeben. Aber im Mai 2020, BiomilchDas von ihm gegründete Unternehmen sammelte 3,5 Millionen US-Dollar bei einer von Bill Gates geführten Investorengruppe.
Biomilq konkurriert jetzt mit Wettbewerbern aus Singapur und New York, um die Welt der Säuglingsernährung auf eine noch nie dagewesene Weise aufzumischen.
Muttermilch, warum ist das so wichtig?
Stillen ist seit der Antike in und aus der Mode gekommen. Die Übergabe des Stillens an eine andere Person als die Mutter geht zumindest auf das antike Griechenland zurück. 1851 wurde die erste moderne Flasche erfunden, die das Stillen fast aussterben ließ. Bald darauf erfand der deutsche Chemiker Justus von Liebig die erste kommerzielle Säuglingsnahrung: Kuhmilch, Weizen, Malzmehl und eine Prise Kaliumbicarbonat. Bald galt es als ideale Babynahrung und zum Abschied Muttermilch.
Bis zum 20. Jahrhundert war die Verwendung von Säuglingsnahrung in die Höhe geschossen, angetrieben von einem Meer von Werbung. Gleichzeitig stiegen immer mehr Frauen in die Belegschaft ein, was das Stillen komplizierter machte. Die Wahrnehmung, dass die Formel genauso sicher und effizient war, wenn nicht sogar noch sicherer, führte zu einem Stillen. In den 70er Jahren das historische Minimum. Heute explodiert es wieder und die Ärzte sind sich einig: Muttermilch fördert eine bessere Ernährung für Babys. Viele werden jedoch erst in den ersten Monaten gestillt, dann sinkt der Prozentsatz.
Der Wendepunkt von Biomilq
Der erste Schritt, den Leila Strickland unternahm, um im Labor Muttermilch herzustellen, war alles andere als faszinierend. Er konnte es sich nicht leisten, menschliche Brustzelllinien zu kaufen, die Hunderte oder sogar Tausende von Dollar kosten können. Deshalb hat er beschlossen, mit Kuhzellen zu beginnen. Er bekam ein Stück Euter von einer (bereits geschlachteten) Kuh und begann daran zu arbeiten.
Muttermilch stammt aus zwei Arten von Zellen in den Milchgängen und Alveolen: kleine Säcke in der Brustdrüse, in denen sich Milch sammelt. Luminalepithelzellen absorbieren Nährstoffe aus dem Blutkreislauf und wandeln sie in Milch um. Neben ihnen, die die Kanäle und Alveolen auskleiden, befinden sich glatte, muskelartige Myoepithelzellen. Wenn ein Baby zu saugen beginnt, drückt es die Myoepithelzellen zur Kontraktion und drückt Milch von den Luminalzellen durch die Kanäle zum Mund des Babys.
Drei Jahre lang trug Strickland ihren Laptop in ihren winzigen gemieteten Laborraum, um mit ihren Kuh-Euterzellen zu experimentieren. 2016 ging ihm das Geld aus und er musste das Geschäft einstellen. Aber die Idee hat sie nie verlassen.
Drei Jahre später, im Jahr 2019, mit der Gründung neuer Unternehmen zur Herstellung von Lebensmitteln im Labor, war Leila Strickland überzeugt, erneut zu beginnen, und gründete ein Startup: Biomilq. Dieses Mal war das Thema heiß und fand einige Mittel. Ein qualitativer Sprung fehlte jetzt, weil dieses kleine Geld bald vorbei sein würde.
Biomilq stand kurz vor der Schließung, als eine Gruppe von Investoren unter der Leitung von Breakthrough Energy Ventures, die von Bill Gates gegründet wurde, um Technologien zur Reduzierung der CO2020-Emissionen zu unterstützen, alles veränderte. Im Frühjahr 3 gingen XNUMX Millionen US-Dollar auf die Konten des Startups, und jetzt ist die Herausforderung offen.
Der Ansturm auf Muttermilch im Labor geboren
Wie bereits erwähnt, ist Biomilq nicht das einzige Unternehmen, das eine neue Art von Säuglingsnahrung entwickeln möchte. Mit einem ähnlichen Ansatz, TurtleTree-Labors In Singapur soll es laut Mitbegründer Max Rye "die gesamte derzeit auf dem Markt befindliche Milch ersetzen". Sie hofft, ihre Produkte im Jahr 2021 auf den Markt bringen zu können.
mittlerweile HelaineDas in New York ansässige Unternehmen emuliert die Muttermilch durch Fermentation. Laura KatzeDer Gründer plant, Mikroben zu verwenden, um die Bestandteile der Milch (Proteine, Kohlenhydrate und Fette) zu synthetisieren und sie zu einer nahrhaften Flüssigkeit zu rekombinieren. Da ähnliche Verfahren bereits die US-amerikanische FDA-Zulassung für Produkte wie z Unmögliche BurgerDas mit fermentiertem Sojaprotein hergestellte Produkt hofft auf weniger regulatorische Hürden als seine Konkurrenten.
Was passiert jetzt?
Keine dieser Leistungen wird einfach sein, da über Muttermilch relativ wenig bekannt ist. Die meisten Studien an menschlichen Brustepithelzellen konzentrieren sich eher auf ihre Rolle bei Brustkrebs als auf die Milchproduktion.
Und Milch selbst ist ein reichhaltiges und atemberaubendes Element, das aus Tausenden von Chemikalien hergestellt wird. Wir kennen die darin enthaltenen Proteine, Kohlenhydrate und Fette. Wir kennen einige bestimmte bioaktive Moleküle, wie Oligosaccharide (komplexe Zucker, die gesunde Bakterien im Darm des Babys ernähren), IgA (der Hauptantikörper in der Muttermilch) und andere allgemein als gut anerkannte. Muttermilch enthält aber auch kurze RNA-Stränge, deren Vorhandensein erst 2010 entdeckt wurde und deren Rolle für die Entwicklung des Babys noch nicht genau bekannt ist.
Zu diesem Zweck plant Biomilq die Verwendung der Massenspektrometrie, einer Technik, die die Masse verschiedener Moleküle in einer Probe misst, um zu untersuchen, wie sich die in ihrem Produkt enthaltenen Proteine, Oligosaccharide und Fette in Bezug auf die Bestandteile der Muttermilch verhalten. von einer Brust.
Die wichtigste Herausforderung ist jedoch eine andere: Wie kann eine Substanz standardisiert werden, die für jede Mutter einzigartig ist?
Die Zusammensetzung der Muttermilch ändert sich mit dem Wachstum des Babys. In den ersten Tagen nach der Geburt produzieren Mütter Kolostrum, eine dicke, gelbe, konzentrierte Milch, die reich an Verbindungen wie IgA-Antikörpern und Lactoferrin ist, einem reichlich vorhandenen Protein, das die Immunität des Babys stärkt. Bald wird Kolostrum durch "Übergangsmilch" ersetzt, dünner, aber mit mehr Fett und Laktose. Nach etwa zwei Wochen gilt die Muttermilch als "reif". Aber selbst dann kann sich die Zusammensetzung im Laufe eines einzelnen Futters ändern. Hintermilchoder die letzte in einer Brust verbleibende Milch hat einen höheren Fettgehalt als zuvor produzierte Milch, weshalb Frauen häufig geraten wird, eine Brust zu leeren, bevor sie zur anderen übergeht.
Obwohl sie bei Biomilq zugeben, dass sie diese Komplexität nicht reproduzieren können und auch nicht alle Antikörper und Mikroben in der Muttermilch beanspruchen, sagen sie, dass ihr Produkt personalisierter sein wird als das ihrer Konkurrenten. Sie planen, mit schwangeren Frauen zusammenzuarbeiten und Proben der zu entnehmen ihre Brustepithelzellen und kultivieren sie, um personalisierte Milch für die Verwendung bei der Ankunft ihrer Babys zu erstellen. Als nächstes hoffen sie, mit Spenderzellen eine billigere generische Option zu schaffen. Beides, so Egger, sei besser als Milchpulver.
Muttermilch im Labor: Wo stehen wir jetzt?
Strickland und Egger haben bereits eine Flüssigkeit hergestellt, die sowohl Laktose als auch Kasein enthält, die Hauptproteine und zuckerhaltigen Verbindungen in der Muttermilch. Sie testen es jetzt, um festzustellen, ob sie andere Komponenten wie Oligosaccharide und Lipide nachweisen können. Sie versuchen derzeit herauszufinden, welche Kombination sie der Zusammensetzung der natürlichen Muttermilch am nächsten bringt. Sie schätzen, dass es ungefähr zwei Jahre dauern wird, bis eine ausreichend gute Übereinstimmung gefunden ist.
