В летний день 2013 г. Лейла Стрикленд она с восторгом наблюдала, как Марк Пост представляет первый выращенный в лаборатории гамбургер: тысячи пластин для культивирования тканей, заполненных бычьими стволовыми клетками, смешанными с эмбриональной телячьей сывороткой и другими питательными веществами, которые дифференцируются в мышечные клетки.
Без сомнения, захватывающе, но Лейла Стрикленд (Biomilq) уже думала о другом потенциальном применении клеточной культуры: человеческом грудном молоке. Как и многие матери, Стрикленд надеялась кормить грудью обоих своих детей в течение первых шести месяцев после их рождения.
Медицинский истеблишмент считает грудное вскармливание золотым стандартом детского питания. Грудное молоко, по-видимому, снижает вероятность проблем с пищеварением, кожной сыпи и (особенно) некротизирующего энтероколита, редкого, но потенциально смертельного заболевания кишечника у недоношенных детей.
Как родилась идея
Как и многим матерям, Лейле Стрикленд было трудно кормить грудью. Ее первый ребенок, родившийся тремя годами ранее, изо всех сил пытался захватить ее сосок. Теперь она испытывала аналогичные проблемы со своей маленькой дочерью. Так Лейла Стрикленд начала задумываться о том, как выращивать не искусственное мясо, а клетки, вырабатывающие грудное молоко. Беременной женщине могла быть сделана биопсия молочной железы во время беременности, и у нее могли вырасти клетки и вырабатываться молоко еще до рождения ребенка.
Несколько дней спустя она и ее муж собрали 5.000 долларов сбережений и купили на eBay огромную. биологический капюшон, микроскоп, инкубатор и центрифуга. В течение многих лет она изо всех сил пыталась сохранить проект и была на грани того, чтобы сдаться. Но в мае 2020 г. БиомилкКомпания, которую он основал, привлекла 3,5 миллиона долларов от группы инвесторов во главе с Биллом Гейтсом.
Biomilq теперь конкурирует с конкурентами из Сингапура и Нью-Йорка, чтобы встряхнуть мир детского питания невиданным ранее образом.
Грудное молоко, почему оно так важно
Грудное вскармливание было в моде с древних времен. Поручение грудного вскармливания кому-то, кроме матери, восходит, по крайней мере, к Древней Греции. В 1851 году была изобретена первая современная бутылочка, что поставило грудное вскармливание на грань исчезновения. Вскоре после этого немецкий химик Юстус фон Либих изобрел первую коммерческую детскую смесь: коровье молоко, пшеницу, солодовую муку и щепотку бикарбоната калия. Вскоре его стали считать идеальным детским питанием, и прощай материнское молоко.
К 20 веку использование детских смесей резко возросло, чему способствовало море рекламы. В то же время все больше и больше женщин присоединялись к рабочей силе, что усложняло грудное вскармливание. Восприятие того, что смесь столь же безопасна и эффективна, если не более того, ускорило грудное вскармливание. В 70-х исторический минимум. Сегодня он снова стремительно растет, и врачи соглашаются: грудное молоко способствует лучшему питанию детей. Однако многие находятся на грудном вскармливании только в первые месяцы, потом процент падает.
Поворотный момент Biomilq
Первый шаг Лейлы Стрикленд к созданию грудного молока в лаборатории был совсем не захватывающим. Он не мог позволить себе купить линии клеток молочной железы человека, которые могут стоить сотни или даже тысячи долларов. Вот почему он решил начать с коровьих клеток. Он взял кусок вымени от (уже забитой) коровы и начал над ним работать.
Грудное молоко образуется из двух типов клеток молочных протоков и альвеол: небольшие мешочки в молочной железе, где скапливается молоко. Клетки люминального эпителия поглощают питательные вещества из кровотока и превращают их в молоко. Рядом с ними, которые выстилают протоки и альвеолы, находятся гладкие мышечно-подобные миоэпителиальные клетки. Когда ребенок начинает сосать, он заставляет миоэпителиальные клетки сокращаться, выталкивая молоко из клеток просвета через протоки в рот ребенка.
В течение трех лет Стрикленд брала свой ноутбук в крошечную арендованную лабораторию, чтобы экспериментировать с клетками коровьего вымени. В 2016 году у него закончились деньги, и бизнес пришлось приостановить. Но идея никогда не покидала ее.
Однако три года спустя, в 2019 году, с рождением новых компаний по производству продуктов питания в лаборатории, Лейла Стрикленд была убеждена начать все заново и основала стартап: Биомилк. на этот раз тема была горячей, и средства нашлись. Качественного скачка сейчас не хватало, потому что эти небольшие деньги скоро закончатся.
Biomilq была на грани закрытия, когда группа инвесторов во главе с Breakthrough Energy Ventures, основанной Биллом Гейтсом для поддержки технологий, способных сократить выбросы углерода, все изменила. Весной 2020 года на счета стартапа поступило 3 миллиона долларов, и теперь челендж открыт.
Стремление к грудному молоку, рожденное в лаборатории
Как уже упоминалось, Biomilq — не единственная компания, стремящаяся создать новый тип детского питания. С аналогичным подходом, Лаборатории Черепахового Дерева в Сингапуре надеются в конечном итоге «заменить все молоко, которое в настоящее время находится на рынке», по словам соучредителя Макса Райя. Компания надеется выпустить свою продукцию на рынок в 2021 году.
Между тем Хелайна, базирующаяся в Нью-Йорке, будет имитировать грудное молоко путем ферментации. Лаура Кац, основатель, планирует использовать микробы для синтеза составных соединений молока (белков, углеводов и жиров) и их рекомбинации в питательную жидкость. Поскольку аналогичные процессы уже получили одобрение FDA США для таких продуктов, как Невозможные бургеры, изготовленная из ферментированного соевого белка, надеется столкнуться с меньшими нормативными препятствиями, чем ее конкуренты.
Что происходит сейчас?
Ни один из этих подвигов не будет легким, потому что о грудном молоке известно относительно мало. Большинство исследований эпителиальных клеток груди человека, как правило, сосредоточено на их роли в развитии рака груди, а не на производстве молока.
А само молоко - это богатый и потрясающий элемент, состоящий из тысяч химических веществ. Мы питательно знаем белки, углеводы и жиры, которые они содержат. Нам известны некоторые присутствующие биологически активные молекулы, такие как олигосахариды (сложные сахара, которые питают здоровые бактерии в кишечнике ребенка), IgA (основное антитело, присутствующее в грудном молоке) и другие, повсеместно признанные полезными. Но грудное молоко также содержит короткие цепочки РНК, присутствие которых было обнаружено только в 2010 году и роль которых в развитии ребенка до сих пор не изучена.
Для этого Biomilq планирует использовать масс-спектрометрию, метод, который измеряет массу различных молекул в образце, чтобы изучить, как белки, олигосахариды и жиры, содержащиеся в их продукте, ведут себя по отношению к компонентам грудного молока из одной груди.
Но самая важная проблема заключается в другом: как стандартизировать вещество, уникальное для каждой матери.
Состав грудного молока меняется по мере роста ребенка. В первые несколько дней после родов у матерей вырабатывается молозиво — густое, желтое, концентрированное молоко, богатое такими соединениями, как антитела IgA и лактоферрин, обильный белок, повышающий иммунитет ребенка. Вскоре молозиво заменяется «переходным молоком», более жидким, но более жирным и лактозным. Примерно через две недели грудное молоко считается «зрелым». Но даже тогда состав может меняться в течение одного кормления. Заднее молоко, или последнее молоко, оставшееся в груди, имеет более высокое содержание жира, чем ранее произведенное молоко, поэтому женщинам часто советуют опорожнить одну грудь, прежде чем перейти к другой.
Хотя в Biomilq признают, что не могут воспроизвести эту сложность и не заявляют о наличии всех антител и микробов в грудном молоке, говорят, что их продукт будет более персонализированным, чем у конкурентов, планируют работать с беременными женщинами, брать пробы эпителиальных клеток их молочных желез и культивирования их для создания персонализированного молока для использования, когда родятся их дети. Позже они надеются создать более дешевый дженерик с использованием донорских клеток. И то, и другое, настаивает Эггер, будет лучше, чем сухое молоко.
Грудное молоко в лаборатории: где мы сейчас?
Стрикленд и Эггер уже создали жидкость, содержащую как лактозу, так и казеин, основные белки и сахарные соединения, содержащиеся в грудном молоке. Сейчас они тестируют его, чтобы увидеть, могут ли они обнаружить другие компоненты, такие как олигосахариды и липиды. В настоящее время они пытаются выяснить, какая комбинация приближает их к составу натурального грудного молока. По их оценкам, чтобы найти достаточно хорошую пару, потребуется около двух лет.
