De natuur voorbij Gekweekt vlees

De labburger

Gaan we binnenkort laboratoriumvlees eten, een biefstuk gekweekt in een petrischaaltje? Op enkele Nederlandse universiteiten wordt hieraan gewerkt. ‘Het is beter voor alles en iedereen, mensen, dieren, de planeet.’

‘STEL NOU EENS’, zegt de 43-jarige celbioloog Bernard Roelen in zijn werkkamer in de Utrechtse Uithof, 'dat we een biefstuk konden presenteren, en een blakend gezonde koe daarnaast, en dat we konden zeggen dat dit stuk vlees van deze koe kwam, en dat we dan niet zouden liegen. Dat we die koe dus niet hebben hoeven doden om toch haar vlees te kunnen eten, dat we van dat dier maar een paar cellen nodig hadden, een prikje in haar bil, waar ze nauwelijks iets van heeft gevoeld.’
Noem het gerust een visioen: biefstukken kweken, uit een paar stamcellen. Het idee is er radicaal genoeg voor, en de implicaties zijn gigantisch. We zouden in één klap van de bio-industrie af zijn. De komende veertig jaar wordt een verdubbeling verwacht van de menselijke behoefte aan vlees. De bevolkingsomvang neemt toe van zeven naar negen miljard, en in landen als India en China worden mensen rijker en zullen vaker vlees op het menu willen. 'Kweekvlees’ zou beslist een uitkomst zijn.
Maar is het geen sciencefiction? 'Ligt eraan hoe je het bekijkt’, zegt Bernard Roelen, die stamcelonderzoek doet aan de faculteit diergeneeskunde in Utrecht. 'Kom maar even mee naar het laboratorium.’ Terwijl we de gang op lopen, legt Roelen uit dat zijn promovendus daar bezig is met muizenspierstamcellen, 'er staat nog een flesje, dat kunnen we even bekijken’. In het lab haalt Roelen een literflacon 'medium’ uit een koelkast, een vloeistof die eruitziet als rode limonade. 'Hier zitten suikers in en aminozuren en zouten, daarmee voeden we de cellen. Nadeel is dat ook schimmels en bacteriën goed in dit medium gedijen. Als ik deze flacon open zou laten staan, zou die daar binnen twee dagen helemaal vol mee zitten.’
Daarom wast Roelen zijn handen met ethanol voordat hij het flesje muizencellen uit de incubator pakt, waar de temperatuur op 37 graden wordt gehouden en de lucht van een precieze samenstelling is. Het ziet eruit als een parfumflesje. In de dop zitten kleine gaatjes. Roelen legt het flesje onder de microscoop. 'Ah, ze zijn al gehecht’, zegt hij aangenaam verrast. De bodem van het flesje, legt hij uit, bestaat uit speciaal 'tissue culture-plastic’, dat steriel is én een beetje elektrisch geladen, waardoor de cellen zich eraan hechten. Inderdaad kan ook ik zien dat de bodem bezaaid is met kleine grijze vlekjes, schaduwtjes niet groter dan de o’s in deze tekst, met een lichtgevende rand. 'Dit zijn stamcellen’, zegt Roelen, 'die we vrij gemakkelijk kunnen laten delen én laten differentiëren tot echte spiercellen.’
Het heeft iets ontnuchterends. Hoe lang is de weg nog van de realiteit van dit flesje muizencellen naar het visioen van laboratoriumvlees? Roelen haalt zijn schouders op: 'Mensen zeggen wel eens tegen me, als John Kennedy in 1961 zo stellig kon beweren: binnen tien jaar staan we op de maan, waarom kunnen jullie dan niet zeggen: binnen tien jaar eten we in vitro-vlees?’ Het antwoord geeft hij zelf: 'Omdat het ook best kan zijn dat het nooit realiteit wordt. Maar verder heeft het vooral te maken met het geld dat je erin steekt. In heel Nederland is hier nu één promovendus mee bezig, de mijne. Zo schiet het natuurlijk niet op.’

ERE WIE ere toekomt: de man die als eerste de mogelijkheid van kweekvlees serieus nam, is de inmiddels 87-jarige Willem van Eelen, die al zijn halve leven met het idee rondloopt. Als medicijnenstudent hoorde hij een professor vertellen dat het ’m was gelukt in het laboratorium een stukje spierweefsel te kweken. Het fascineerde Van Eelen. Wat als we dierlijk voedsel konden produceren als een soort gewas? Aan de telefoon zegt hij: 'Jarenlang hebben ze me erom uitgelachen, maar ik denk dat we nu zo ver zijn dat de volgende generatie zal zeggen, een beetje lacherig: onze ouders moesten nog dieren doden om aan eiwitten te komen.’
Volgens Van Eelen is kweekvlees 'goed voor alles en iedereen, dieren, mensen, de planeet’. Hij verwijst naar een studie van een promovenda uit Oxford, die vorig jaar berekende dat in vitro-vlees een besparing zou opleveren van 35 tot 60 procent van de energie die door de vleesindustrie wordt gebruikt, en dat we er 98 procent minder land voor nodig zouden hebben. Nu wordt zeventig procent van het gecultiveerde land direct of indirect (veevoeder) gebruikt voor de veehouderij. Schaf je die af, dan ben je ook nog veertig procent van de totale uitstoot van het broeikasgas methaan kwijt.
In 2005 wist Van Eelen een groep wetenschappers bij elkaar te brengen en bij het ministerie van Economische Zaken twee miljoen los te peuteren voor onderzoek. Dat geld, waarvan vier aio’s hebben kunnen promoveren, twee in Utrecht en twee in Eindhoven, is inmiddels op. In Utrecht zijn ze meer te weten gekomen over stamcellen van varkens en in Eindhoven over die van muizen. Hetzelfde ministerie stelde onlangs nog acht ton ter beschikking, waarvoor een aio in Utrecht onder leiding van Roelen zich nu verdiept in het kweken van runderstamcellen. Van diezelfde acht ton doet ook een aio aan de Universiteit van Wageningen onderzoek naar de acceptatie van kweekvlees, en buigt een filosofe zich over de ethische kant van de zaak.
Hoe bescheiden dit alles ook nog klinkt, in geen ander land ter wereld, zeggen verschillende wetenschappers, wordt zoveel aandacht besteed aan onderzoek naar in vitro-vlees. Als The New Yorker of Scientific American over dit onderwerp wil schrijven, sturen ze hun journalisten naar Nederland.
De hindernissen die nog moeten worden genomen zijn enorm. Zo is een biefstuk een driedimensionaal stuk vlees, een samenklontering van miljarden cellen die allemaal zuurstof nodig hebben en gevoed moeten worden en hun afvalproducten moeten lozen. In het lichaam gaat dat via bloedvaten. Nu kun je in het laboratorium wel cellen gaan kweken, wat vooral bij muizencellen en bij mensencellen heel aardig lukt, maar als je daar ook nog bloedvaten doorheen wil laten lopen, kom je voor een hele reeks nieuwe problemen te staan. Vandaar dat fysioloog Mark Post (53), directeur van het cardio-vasculair onderzoeksinstituut aan de Universiteit van Maastricht, ervoor heeft gekozen deze problemen maar helemaal te omzeilen; weinigen immers weten beter dan hij hoe ingenieus de natuur ons bloedvatenstelsel heeft geschapen. Post heeft zich ten doel gesteld binnen een jaar een hamburger te kweken - een bescheidener ambitie dan een biefstuk. In principe heeft hij daar alleen een groot aantal stukjes spierweefsel voor nodig, in talloze petrischaaltjes gekweekt, die je vervolgens in de vorm van een hamburger zou kunnen persen.
Post, net als Van Eelen en Roelen gegrepen door de idee vlees te produceren zonder daarvoor ook maar één dier te hoeven doden, heeft een geldschieter voor dit project gevonden. Naast zijn reguliere cardio-vasculaire onderzoek, waarvoor de universiteit hem betaalt, gaat de onderzoeker nu tien procent van zijn tijd besteden aan het produceren van die ene labburger, samen met twee analisten, die onder meer het tijdrovende werk van het verversen van het medium in al die petrischaaltjes op zich zullen nemen. 'Het wordt de duurste hamburger ooit’, geeft Post lachend toe. Zijn geldschieter is bereid er zo'n 250.000 euro voor neer te leggen.
Zouden we er geen moeite mee hebben muizenvlees te eten, dan zou een labburger gemaakt van muizenspiercellen heel wat minder hoeven kosten, omdat naar muizen al zoveel onderzoek is gedaan. Iemand als Bernard Roelen weet hoe je een muizenstamcel in muizenspierweefsel herkent, hoe je die daaruit kunt isoleren, hoe je die vervolgens in een parfumflesje in een laagje medium kunt laten delen, en welke prikkels die cellen daarna nog nodig hebben om te differentiëren tot een spiercel. Bij mensen is hier ook veel over bekend, bij varkens minder en bij runderen nog maar weinig.
En voor alle kweekvlees heb je stamcellen nodig, om hun regeneratieve vermogen. Spiercellen, eenmaal gevormd, kunnen zich niet meer delen. De carrière van een voetballer als Arjen Robben zou al lang ten einde zijn als het lichaam zelf niet in staat was een hamstringblessure te repareren, eenvoudig door de stamcellen in die spier opdracht te geven zich te delen en nieuw spierweefsel te vormen.

MAAR HOE doet het runderlichaam dat, zo'n 'opdracht geven’? Daar moet meer onderzoek naar worden gedaan, maar voor zijn hamburger heeft Post die kennis niet eens nodig. 'We kunnen satellietstamcellen nemen, dat zijn de cellen die Arjen Robben van zijn blessures afhelpen. Die delen en differentiëren zich min of meer vanzelf tot spiercellen, daar hoef je maar weinig voor te doen.’ Satellietstamcellen zijn een speciaal soort stamcellen uit onze skeletspieren (alle spieren waarover we controle hebben). Nadeel van die satellietcellen is dat ze zich maar twintig tot hooguit vijftig keer delen, en dat je daarna dus weer nieuwe moet hebben, uit bijvoorbeeld de bil van een koe. Veel handiger zou het zijn om embryonale stamcellen te gebruiken, afkomstig uit een klein, nog nauwelijks gedifferentieerd runderembryo, dat in een reageerbuis kan worden gekweekt uit een eicel en een spermacel. Embryonale stamcellen kunnen zich jarenlang blijven delen, ontelbare keren. Theoretisch zou het mogelijk moeten zijn met een paar van die embryonale stamcellen tonnen en tonnen vlees te kweken, genoeg om een heel land te voeden. Alleen, die embryonale stamcellen moet je dan wel weten te vertellen dat ze spierweefsel moeten worden, en geen huid of nagel of nier of hersenen. Celbioloog Bernard Roelen: 'Embryonale cellen zijn constant in ontwikkeling, dus je moet ze niet alleen sturen maar ook afremmen, anders zit je voor je het weet met bijvoorbeeld botweefsel opgescheept.’
Mark Post geeft volmondig toe dat zijn labburger een publiciteitsstunt is, 'hoewel we gaandeweg het proces ongetwijfeld ook veel zullen leren’. Maar het is de professor er vooral om te doen een proof of concept te leveren: dat we daadwerkelijk in staat zijn eetbaar vlees in een lab te kweken. Zo hoopt hij aan te tonen dat dit geen sciencefiction meer is en de investeringen aan te trekken waarmee het broodnodige vervolgonderzoek kan worden gedaan. Post stelt zich een toekomst voor van bioreactoren gevuld met zich oneindig delende embryonale stamcellen, waarvan regelmatig een portie wordt overgeheveld naar een andere bioreactor, waar de cellen opdracht krijgen zich te differentiëren tot spiercellen en bovendien gestimuleerd worden te groeien, dikker te worden, steviger ook, en die ten slotte, cellaagje voor cellaagje, kunnen worden uitgeprint in willekeurig welke driedimensionale vorm. Mark Post: 'Bijkomend voordeel is dat dit hele proces uitstekend valt te reguleren, beter dan de bio-industrie. Met in vitro-vlees weet je precies wat voor vlees je eet, wat daar allemaal in zit. Je bent ook in een keer af van alle groeihormonen en antibiotica waarmee beesten worden volgespoten.’

FILOSOFE Cor van der Weele (57) uit Wageningen doet onderzoek naar de ethische kanten van laboratoriumvlees. Ze geeft toe dat ze er snel bij is: er is immers nog geen product. 'Ethiek wordt doorgaans geassocieerd met problemen en dilemma’s’, zegt ze, 'maar de vooruitzichten van kweekvlees zijn zo positief dat er grote morele vraag is naar dit onderzoek. Ethiek krijgt hier een wat andere rol, namelijk als medevormgever van een betere wereld. Het gaat meer om de hoe-vragen: hoe gaat het vlees eruitzien, hoe ziet de transitie naar kweekvlees eruit, op welke manier past dat in ons voedselpatroon, welke bezwaren moet je serieus nemen. Dit zijn dingen niet zozeer om af te wegen maar om op door te denken, meer een onderzoekende en ontwerpende dan een afwegende ethiek.’
Volgens Van der Weele is een eerste reactie van mensen nogal eens wat in het Engels de yuck response wordt genoemd, vrij vertaald: gatverdarrie. Maar, zegt ze erbij, die houding kan binnen een halve minuut veranderen. 'Walging is nauw verbonden met morele oordelen. Als ik mensen vraag: waarom reageer je zo, dan blijkt dat ze denken aan gerommel met vlees en genetische modificatie van voedsel. Maar als ze tot zich door laten dringen wat het voor dieren kan betekenen, en dat je op de productie van kweekvlees zelfs beter toezicht kunt houden, komen ze op andere morele inkaderingen en veranderen hun emoties heel snel. Dat zie ik op hun gezicht gebeuren.’
Ik spreek de filosofe op de TU in Eindhoven, waar studenten industrieel ontwerpen deze middag hun visie presenteren op in vitro-vlees, in welke vorm we daarmee te maken zouden kunnen krijgen. Links en rechts hangen posters met futuristische ontwerpen, en ergens aan een rekje hangen nep-meloenen, waarvan het vruchtvlees uit kweekvlees zou kunnen bestaan, waarom ook niet. Eén studente raakt aan de 'morele inkadering’ waarover Van der Weele sprak, door kweekvlees tijdens haar presentatie 'de geëmancipeerde versie van vlees’ te noemen, een meer feminiene versie. Typisch vrouwelijk zou immers zijn: meer vermogen tot empathie, meer verzorgend, meer oog voor het welzijn van mens, dier en plant. Het is een originele poging de archetypische idee van griezelig, kil laboratoriumvlees te vervangen door een menselijker paradigma.
Wetenschappers als Roelen en Post weten ook dat veel afhangt van hoe in vitro-vlees er straks uit komt te zien, en hoe het zal smaken. 'Dat zijn de eerste dingen die mensen vragen’, zegt Roelen. En dat is waarom Post voor zoiets gangbaars als een hamburger heeft gekozen. Ondertussen is ook Post niet bekend waar precies de typische smaak van vlees vandaan komt. Hij vermoedt dat het met de hoeveelheid eiwitten en vetten in het vlees te maken heeft, maar meer dan een vermoeden is dat niet.
Dan is er nog het probleem van de textuur van vlees. In een petrischaaltje gekweekt spierweefsel lijkt meer op gelei dan op spier. Post: 'Je moet die cellen activeren, trainen, zodat ze sterker worden, net zoals een bodybuilder dat doet. We hebben ontdekt dat als je de cellen in het petrischaaltje ankerpunten geeft, laten we zeggen tussen twee stukjes klittenband spant, er vanzelf spanning op komt te staan, daar zorgen ze zelf voor. Maar het lukt ons nog niet om ze kostenefficiënt meer eiwit te laten produceren. In Eindhoven is geëxperimenteerd met elektrische stimulatie, en dat werkt, dan gaan de cellen samentrekken en eiwitten produceren, ze worden iets dikker en sterker, maar je krijgt daar maar weinig winst uit. Dat spontane wat ze zelf al doen levert veel meer op dan wat wij daar met elektriciteit aan toe kunnen voegen.’
In Maastricht heeft Mark Post inmiddels net zo'n laboratorium ingericht als ik in Utrecht zag bij celbioloog Bernard Roelen. Een betrekkelijk kleine ruimte waar incubatoren en flow-kasten staan, een soort vitrines waarin steriel kan worden gewerkt, onder andere nodig om het medium te verversen. Er is op de dag dat ik hem bezoek verder nog niets te zien, nog geen cel in een petrischaaltje. Het ondermijnt het optimisme van Post geenszins. 'Binnen een paar weken zijn we hier in vol bedrijf.’ Wat de onderzoeker gaande houdt, is het revolutionaire idee: 'Ik denk wel dat er altijd kuddes vee zullen blijven bestaan, al was het maar om de echte biefstukliefhebber te plezieren, die daar dan vermoedelijk duur voor gaat betalen. De rest koopt goedkoop kweekvlees bij de kiloknaller, dat zelfs gezonder zou kunnen zijn. In principe zou je cellen in een petrischaaltje ook met een soort omega-3 vetzuren kunnen voeden, zodat je Becel-achtig vlees krijgt. Ik noem maar wat. In theorie zijn de mogelijkheden enorm. Maar om ze werkelijkheid te laten worden moet nu echt op grote schaal in deze technologie worden geïnvesteerd.’ Post hoopt dat zijn labburger, al dan niet Becel-achtig, dat voor elkaar krijgt.