In seinem mit Hightech-Gerätschaften zugestellten Labor, irgendwo auf dem hypermodernen Campus der Universiteit Utrecht, fischt Bernard Roelen in einem Brutschrank nach einem rechteckigen Schälchen. Schnell macht er die Tür wieder zu. Kleinste Schwankungen in Temperatur oder Luftfeuchtigkeit – ja selbst eine Änderung der CO2-Konzentration – könnte die kostbaren Stückchen Schweinefleisch ruinieren, die im Innern des Kastens heranwachsen. Sollte es dem Molekularbiologen eines Tages gelingen, aus diesem Haufen embryonaler Stammzellen ein Scheibchen Wurst zu züchten – nicht nur manch überzeugter Vegetarier wäre ihm dankbar, sondern auch die Natur.

Speck der Zukunft?
© Brendan Borrell
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"Auf der Erde fehlt es einfach an Platz für all die Tiere", sagt Roelen zwischen Behältern voll eingefrorener Schweinespermien. "Und auch die Landwirtschaft wird bald nicht mehr genügend Futter produzieren können. Man muss vorausdenken."

Der Ökologe David Pimentel von der Cornell University hat es vorgerechnet: Für 450 Gramm Rindfleisch braucht man 45 000 Liter Wasser; für ein Pfund Kartoffeln dagegen nur 225 Liter. Die gleiche Menge an Protein kostet aus Pflanzen 27-mal weniger Energie, als wenn sie vom Rind stammen soll. Und nicht zuletzt leistet das Methan aus dem Verdauungstrakt der schätzungsweise 56 Milliarden Stück Nutzvieh einen signifikanten Beitrag zum Klimawandel, während ihr nährstoffreicher Dung die Gewässer umkippen lässt. Das unter sterilen Bedingungen herangezüchtete Laborfleisch könnte hingegen sogar Lebensmittelinfektionen durch Erreger wie Salmonellen oder Escherichia coli verhindern helfen. Und in den Augen der Tierschützer müsste der fleischeslustige Esser endlich nicht mehr zum "Mörder" werden.

Seiner Zeit weit voraus war Winston Churchill, der in einem 1932 erschienenen Essay schrieb: "In 50 Jahren werden wir die Torheit überwunden haben, ein ganzes Hühnchen zu züchten, wenn wir doch eigentlich nur dessen Brust oder Keule verzehren wollen. Stattdessen werden wir die einzelnen Teile in einem geeigneten Medium heranwachsen lassen." Viel Arbeit wartet da auf Roelen, bis er die kühne Prophezeiung Churchills erfüllen kann. Aber immerhin bekam sein Traum im vergangenen April weitere Anreize: Zum einen wurde in Norwegen das erste Symposium für In-Vitro-Fleisch abgehalten, zum anderen verkündete die Tierschutzorganisation PETA (People for the Ethical Treatment of Animals) die Ausschreibung eines Preises.

Zwischen Huhn, Schwein oder Rind kann noch keiner wählen

Eine Million Dollar soll derjenige erhalten, dem es als Erstem gelingt, ein marktfähiges Hühnerprodukt in den nächsten vier Jahren im Labor herzustellen. Als ich Roelen frage, ob er teilnehmen wird, winkt er ab: "Wir arbeiten nicht mit Hühnern."

Wegen der zeitlichen Begrenzung auf vier Jahre halten Skeptiker das Preisausschreiben ohnehin für kaum mehr als einen Publicity-Gag. Drei Jahrzehnte hat es gedauert, um embryonale Stammzellen von zwei Arten zu gewinnen: 1981 von der Maus und 1998 vom Menschen. "Wenn man von sich behaupten kann, richtiges Fleisch im Labor wachsen zu lassen, wäre das schon ein riesiger Schritt", meint Roelen. "Dann auch noch zu verlangen, dass es sich um Hühnchen handelt, ist zu viel des Guten."

Im Ofen
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Geistiger Vater des niederländischen In-Vitro-Fleisch-Projekts ist der Geschäftsmann Willem van Eelen. Während des Zweiten Weltkriegs wäre er in einem japanischen Kriegsgefangenenlager beinahe verhungert, was den mittlerweile über 80-Jährigen auf die Idee brachte, mit Laborfleisch den Hunger in der Welt zu besiegen. Später schrieb er sich für Seminare in Biologie ein und beriet sich über ein Vierteljahrhundert mit Forschern und Firmen. Höhepunkt seiner Laufbahn waren eine Anzahl von Patenten, die er Ende der 1990er Jahre beantragte. Im Jahr 2005 schließlich stellte die niederländische Regierung drei Universitäten und einem Fleischverarbeiter des Unternehmens "Smithfield Foods" Fördermittel in Höhe von zwei Millionen Euro für vier Jahre zur Verfügung. Gemeinsam sollen sie van Eelens Ideen zum Durchbruch verhelfen.

In der Schale, die Roelen heute in der Hand hält, ist kaum mehr zu sehen als ein wenig Flüssigkeit. Entfernt erinnert sie mich an Himbeerlimonade, ist aber etwas zähflüssiger. Die eigentlichen Zellen, aus denen eines Tages Muskelgewebe werden soll, sind dagegen praktisch unsichtbar. "Ständig bekomme ich Anrufe und E-Mails von Leuten, die fragen, ob es schon was zu probieren gibt", erzählt Roelen. "Klar kann man die Zellen vom Träger abkratzen. Dann hat man eine schleimige Substanz. Aber das wäre wahrscheinlich nicht so lecker." Auch ich will lieber nicht probieren.

Herzzellen laufen aus dem Ruder

Roelen schiebt die klebrige Masse unter das Mikroskop und dreht am Schärferegler. Plötzlich erkenne ich, dass die ganze Oberfläche von den berühmt-berüchtigten Stammzellen übersät ist. Theoretisch könnten sie sich zu jedem Teil im Körper eines Schweins entwickeln – Knochen, Blutzellen, Hirn oder, wenn es nach Roelen geht, in Muskulatur.

Tiefgekühlt
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Am Anfang des Prozesses steht ironischerweise immer noch das Schlachthaus. Hier, nicht weit von der Uni entfernt, besorgte sich der Forscher Eierstöcke frisch geschlachteter Schweine. Die daraus isolierten Eizellen ließ er im Reagenzglas befruchten und zu unterschiedlichen Geweben heranreifen. Unter dem Mikroskop sieht man manche völlig regungslos verharren, während andere einem geheimnisvollen Takt folgend pulsieren: Es sind Herzzellen, klärt mich Roelen auf. Fehlversuche, die sich trotz aller Bemühungen der Wissenschaftler, den undifferenzierten Zustand aufrecht zu erhalten, weiterentwickelt haben. "Sehen Sie, wie sich die Zellen schon ausrichten?", fragt Roelen. "Was noch fehlt, ist, dass sie sich aneinander binden."

Der Prozess soll einmal so effizient wie möglich ablaufen. In Zukunft könnten daher Fleischproduzenten etwa den Schritt mit der Schale überspringen und die Zellen direkt auf einem essbaren Gerüst wachsen lassen. Mit dem richtigen chemischen Signal würden sie sich dann zu begehrten Skelettmuskelfasern umbilden. Kollegen von Roelen an der Technischen Universität von Eindhoven suchen sogar nach Möglichkeiten, die Muskeln mit Stromstößen zu "trainieren". So soll das Gewebe eine Textur annehmen, wie man sie von natürlich gewachsenem her kennt. Auch Roelens Forschergruppe verfolgt einen zweiten, direkteren Ansatz: Adulte Stammzellen werden dafür aus Muskelgewebe extrahiert.

Noch geht die Kultur regelmäßig unter

Nach ein paar Monaten kommen Roelens Kulturen allerdings immer noch ins Stottern, genetische Fehler nehmen überhand – bei manchen verkümmern die Chromosomen, andere erhalten gleich zu viele davon – bis schließlich die Reproduktion ganz abbricht.

Tor Erling Lea von der Universität im norwegischen Ås forscht wie Roeling an Fleisch aus dem Reagenzglas. Der Niederländer sei nach wie vor Vorreiter im Feld, gibt er zu, die Fortschritte mit den embryonalen Stammzellen beeindrucken ihn dennoch nicht: "Ihnen ist genau das gelungen, was im Voraus absehbar war." Auf der Konferenz im letzten Jahr hatte er seinen eigenen Ansatz vorgestellt: Stammzellen aus der Nabelschnur frisch geborener Schweine. Sie lassen sich wesentlich einfacher handhaben und Leas Rechnungen zufolge wäre es möglich, fast fünf Tonnen davon auf einen Schlag zu kultivieren. Bislang konnte er daraus jedoch nur Fett- und Knorpelzellen wachsen lassen.

Sollte es tatsächlich einmal gelingen, genügend Ersatzfleisch für einen ordentlichen Schinken heranzuzüchten, bleibt immer noch die Frage, womit man die Körperteile füttern sollte. Die himbeerrote Flüssigkeit in Roelens Kulturschale enthält alles, was ein Muskel zum Wachsen braucht. Allerdings stammt sie aus Kuhblut. Bei solchen Verfahren dürfte sich die Begeisterung von Vegetariern für Laborfleisch in Grenzen halten. Alternativen gebe es zwar, für die Essensproduktion seien sie aber noch viel zu teuer. Der Molekularbiologe Klaas Hellingwerf von der Universität in Amsterdam glaubt etwa an Ersatz aus Algen oder Hefen. In Vorabstudien hat er mit gentechnisch veränderten Algen experimentiert, die einen Wachstumsfaktor produzieren. Das ist nötig, damit bei Roelens Zellen die Teilung anspringt.

Bevor ich das Labor verlasse, kann ich nicht umhin, Roelen zu fragen, ob er sich tatsächlich vorstellen könne, sein eigenes Laborfleisch zu essen. "Warum nicht?", antwortet er. "Die Menschen haben ja auch kein Problem mit nachgemachtem Käse oder anderem vorverarbeiteten Essen." Da hat er nicht Unrecht, denke ich. Vorausgesetzt sein Fleisch sieht irgendwann nicht mehr nur nach Schleim aus.

Dieser Artikel erschien ursprünglich am 31. März in der Onlineausgabe des Scientific American.
Deutsche Bearbeitung: Jan Dönges