Zell­ba­sier­ter Fisch aus dem Bioreaktor

Rund 90 Pro­zent aller Fisch­be­stän­de gel­ten schon heu­te als maxi­mal befischt oder über­fischt. Doch ange­sichts der wach­sen­den Welt­be­völ­ke­rung sind immer mehr Men­schen auf Fisch als Pro­te­in­quel­le ange­wie­sen. Eine Lösung für das Pro­blem hat die Bluu GmbH – eine Aus­grün­dung des Fraun­ho­fer-Ent­wick­lungs­zen­trums für Mari­ne und Zel­lu­lä­re Bio­tech­no­lo­gie EMB. Das Unter­neh­men hat sich auf die Pro­duk­ti­on von zell­ba­sier­tem Fisch spe­zia­li­siert. Er wird aus ech­ten Fisch­zel­len her­ge­stellt und im Bio­re­ak­tor gezüch­tet. Im Gegen­satz zu wild gefan­ge­nem Fisch geht dies nicht zu Las­ten des Tierwohls.
Bluu Bio­sci­en­ces ist das ers­te Unter­neh­men Euro­pas, das sich auf die Ent­wick­lung und Her­stel­lung von zell­ba­sier­tem Fisch spe­zia­li­siert hat. Auch welt­weit gibt es aktu­ell nur eine Hand­voll Unter­neh­men, die in die­sem Bereich aktiv sind. Bluu Bio­sci­en­ces schließt damit eine Markt­lü­cke: Fast über­all wer­den heu­te mehr Fische gefan­gen, als natür­lich nach­wach­sen kön­nen. Das gefähr­det die Ernäh­rungs­grund­la­ge von hun­der­ten Mil­lio­nen von Men­schen. Mit Hil­fe von moder­ner Bio­tech­no­lo­gie erzeug­ter, zell­ba­sier­ter Fisch kann künf­tig einen ent­schei­den­den Bei­trag zur glo­ba­len Ver­sor­gungs­si­cher­heit bei tie­ri­schem Pro­te­in leisten.

»Wir sehen hier einen stark wach­sen­den Markt. In Kreis­lauf­wirt­schaft her­ge­stell­ten Pro­duk­ten gehört die Zukunft.«
—  Dr. Sebas­ti­an Rakers, Grün­der und Geschäfts­füh­rer der Bluu GmbH

Im Mai 2020 star­te­te er mit Simon Fabich das Unter­neh­men. Ziel ist es, die Pro­duk­te im ers­ten Schritt über Restau­rants auf den Markt zu brin­gen. Spä­ter sol­len auch Super­märk­te belie­fert wer­den. Ende 2023 nennt Rakers als rea­lis­ti­schen Ter­min für die Markt­ein­füh­rung. Zum Port­fo­lio gehö­ren zunächst hybri­de Pro­duk­te wie Fisch­bäll­chen, Fisch­stäb­chen und Fisch­tartar, die sich aus einem Mix aus Zell­kom­po­nen­ten und pflanz­li­chen Pro­te­inen zusam­men­set­zen. Fisch­fi­let wird erst zu einem spä­te­ren Zeit­punkt markt­reif sein. Hier bedarf es noch wei­te­rer For­schungs­ar­beit. Die Her­aus­for­de­rung besteht dar­in, die porö­sen Gerüst­struk­tu­ren der­art auf­zu­bau­en, dass aus­rei­chend Nähr­stof­fe und Sauer­stoff an die Zel­len gelan­gen. »Nur wenn dies gewähr­leis­tet ist, kön­nen die auf den Gerüst­struk­tu­ren wach­sen­den Zel­len sich so struk­tu­rie­ren und aus­bil­den, wie sie es im natür­li­chen Fisch­ge­we­be auch tun wür­den«, erläu­tert der Bio­lo­ge, der auf zwölf Jah­re For­schungs­ar­beit mit Fisch­zel­len am Fraun­ho­fer EMB zurück­bli­cken kann.

Zell­li­ni­en aus adul­ten Stammzellen

Dr. Rakers und sein Team iso­lie­ren die Zel­len aus einer Biop­sie, also aus einem Stück adul­tem Fisch­ge­we­be. Die iso­lier­ten Zel­len, ähn­lich Vor­läu­fer­zel­len oder adul­ten Stamm­zel­len, wer­den im Labor in einer In-vitro-Kul­tur ver­mehrt. Da sie nicht altern, kön­nen sie sich unend­lich häu­fig tei­len. Anschlie­ßend wer­den die Zel­len im Bio­re­ak­tor mit einem Nähr­me­di­um ernährt. Der Reak­tor umfasst der­zeit maxi­mal fünf Liter. Um ein markt­fä­hi­ges Pro­dukt zu erhal­ten, ist jedoch ein grö­ße­rer Reak­tor erfor­der­lich. »So weit sind wir noch nicht, da zunächst die Pro­zess­schrit­te ver­fei­nert wer­den müs­sen, die die Zel­len zum Wach­sen benö­ti­gen. Die Her­aus­for­de­rung für uns ist aktu­ell noch der Schritt in die indus­tri­el­le Produktion«.

Frei von Gen­tech­nik, Anti­bio­ti­ka und Umweltgiften

Die Vor­tei­le der zell­ba­sier­ten Fisch­pro­duk­ti­on sind viel­fäl­tig. »Die Schlach­tung von Fischen ent­fällt und idea­ler­wei­se ist eine Biop­sie nur ein­ma­lig erfor­der­lich«, führt der For­scher einen der vie­len Plus­punk­te auf. 30 Pro­zent aller Fisch­be­stän­de sind über­fischt, 60 Pro­zent sind maxi­mal befischt. Die nicht land­ba­sier­te Aqua­kul­tur wie­der­um, die vor allem im vori­gen Jahr­zehnt stark gewach­sen ist und mit Mas­sen­tier­hal­tung ein­her­geht, führt zu einer Ver­schmut­zung der Mee­re und zur Eutro­phie­rung der Gewäs­ser, ins­be­son­de­re in Berei­chen mit wenig Strö­mung. Wei­te­re Vor­tei­le des kul­ti­vier­ten Fisches sind sein hoher Nähr­wert sowie die Ver­füg­bar­keit und die damit ver­bun­de­nen kur­zen Lie­fer­ket­ten. Fisch­pro­duk­te aus Fisch­zel­len sind frei von Gen­tech­nik, Anti­bio­ti­ka und Umwelt­gif­ten. Sie kön­nen bedarfs­ge­recht dezen­tral pro­du­ziert wer­den. Anders als Aqua­kul­tur kann eine zell­ba­sier­te Fabrik welt­weit über­all auf­ge­baut werden.

Ver­zicht auf Föta­les Kälberserum

Aktu­ell kon­zen­trie­ren sich die For­schen­den auf die Opti­mie­rung der Medi­en, um eine kos­ten­güns­ti­ge Pro­duk­ti­on der Fisch­zel­len sicher­zu­stel­len und Zell­cha­rak­te­ris­ti­ka wie Geschmack und Tex­tur zu ver­fei­nern. Dies gelingt, indem man bei­spiels­wei­se den Anteil an Ome­ga-3-Fett­säu­ren als wich­ti­gen Geschmacks­trä­ger erhöht. Die dafür erfor­der­li­che Tech­no­lo­gie wur­de aus dem Fraun­ho­fer EMB aus­li­zen­siert. Dar­über hin­aus arbei­ten die For­scher dar­an, Föta­les Käl­ber­se­rum (FKS) durch ande­re, pflan­zen­ba­sier­te Wachs­tums­fak­to­ren zu erset­zen und eine FKS-freie Pro­duk­ti­on zu erzie­len. »FKS wird aus dem Blut von Kuh­fe­ten gewon­nen und ist ein Haupt­be­stand­teil vie­ler Nähr­me­di­en, die zur Auf­zucht und Kul­ti­vie­rung von Zel­len in der Zell­kul­tur benö­tigt wer­den«, erklärt Rakers. »Unser ers­ter Pro­to­typ wird kom­plett FKS-frei sein.« Bei ihren For­schungs­ar­bei­ten kooper­ert die Bluu GmbH nach wie vor eng mit dem Fraun­ho­fer EMB.