Schaalvergroting en kostenvermindering van kweekvleesproductie. Dat is waar twee consortia binnen het programma Cellulaire Agricultuur aan gaan werken. Het ene consortium, UP-CELL, geleid door celbioloog Joshua Flack van de TU Delft, focust op de optimalisatie van cellijnen voor industriële productie. Het andere consortium, MeatUp, met aan het roer tissue engineer David Kilian van het MERLN Instituut en de Universiteit Maastricht, richt zich op materialen om spier- en vetweefsel om te bouwen tot volwaardige vleesstukken met een realistische structuur. We vroegen beide onderzoekers naar hun blik op het huidige kweekvleesonderzoek.  

Cel-optimalisatie 

Joshua Flack ‘ontwerpt’ cellen die geschikt zijn voor de grootschalige productie van kweekvlees. Haal je cellen uit een dier, dan verliezen ze veel van hun ondersteuningssystemen. Weg zijn het geduw en getrek van het omliggende weefsel. Door deze verstoring lukt het de cruciale bouwstenen voor kweekvlees vaak niet om essentiële taken uit te voeren, zoals proliferatie (snelle celdeling) of differentiatie (het veranderen in gespecialiseerde cellen). Flack: ‘Wij proberen afgenomen koeiencellen dit weer te laten doen, alleen dan in een grote stalen emmer.’  

’Voor ons is het opkweken tot een groot aantal cellen in suspensie de grote uitdaging’

Joshua Flack, TU Delft 

Met zijn onderzoeksgroep werkt Flack aan het verbeteren van cellijnen, bijvoorbeeld door ze genetisch aan te passen of op criteria (zoals groeisnelheid) voor en tijdens het kweken te selecteren. In 2025 ontving hij $2 miljoen van het Bezos Earth Fund om AI en machine learning in te zetten voor het versneld onder de microscoop herkennen van cellen met veelbelovende eigenschappen. Met UP-CELL wil hij zich daarnaast focussen op het maken van cellen die gedijen in culturen op grote schaal. ‘Door zowel genexpressie als uiterlijke kenmerken van cellen te analyseren, willen we kunnen voorspellen welke cellijnen het meest geschikt zijn om op te kweken.’ 

Verschillende routes 

De optimale kweekvlees-cel heeft een uitgebreide lijst criteria om aan te voldoen. Zo moet ze onder andere snel kunnen groeien en lang blijven leven. ‘Een cel die je uit een dier haalt heeft een gelimiteerde levensduur, een van de grote problemen in het opkweken van dierlijke cellen’, zegt Flack. ‘Daarnaast voeden we onze cellen momenteel een rijke “soep” vol aminozuren, suikers en groeifactoren. We willen toe naar cellen die kunnen groeien op een eenvoudiger en goedkoper medium.’ 

Een andere uitdaging is om de cellen in suspensie te krijgen, met voldoende robuustheid om de krachten in de bioreactor te weerstaan. De volwassen stamcellen waar Flacks groep mee werkt groeien namelijk nog vast aan een oppervlak. Wat dat betreft valt er te kiezen tussen verschillende routes. Zo werkt een deel van de kweekvleesonderzoekers en -bedrijven met pluripotente stamcellen, een andere soort cellen die wel al in suspensie te groeien zijn tot aggregaten. De keerzijde van de medaille is dat hun differentiatie naar de juiste spier- of vetcel erg moeilijk te realiseren is zonder genetische modificatie. ‘Onze eigen stamcellen, afkomstig uit koeienspieren, groeien juist zonder deze behoefte tot de gewenste cel. Maar voor ons is het opkweken tot een groot aantal cellen in suspensie de grote uitdaging.’  

’Wij kijken welke technieken uit de biomedische wereld ook bruikbaar zijn om grotere weefsels te maken voor kweekvlees’

David Kilian, MERLN/Universiteit Maastricht  

Textuur bouwen 

In het MERLN Instituut voor Technology-Inspired Regenerative Medicine in Maastricht werken onderzoekers aan een andere stap: het structureren van cellen tot daadwerkelijke vleesproducten, bijvoorbeeld een biefstuk. David Kilian focust op de fabricatie van biomaterialen hiervoor, bijvoorbeeld om spiercellen uit te laten groeien tot spierweefsel. ‘Vlees is een complexe combinatie van spieren, vetweefsel en extracellulaire matrix’, zegt hij. ‘Willen we in plaats van burgers en worstjes een hele steak maken, dan zullen we tissue engineering nodig hebben. Welke scaffold van eetbaar materiaal kunnen we ontwerpen om cellen in de gewenste 3D structuur te laten groeien?’ 

Hierbij laat Kilian zich inspireren door de medische expertise binnen MERLN, reikend van stamcelbiologie tot weefselregeneratie. ‘Veel van de uitdagingen rondom weefselregeneratie in het medische veld komen overeen met die van kweekvlees. Wij kijken welke technieken uit de biomedische wereld ook bruikbaar zijn om grotere weefsels te maken voor kweekvlees.’ 

‘Zelfs al kunnen we straks miljarden spier- en vetcellen opkweken, dan blijft de puzzel hoe we ze samen krijgen in spierweefsel’

David Kilian, MERLN/Universiteit Maastricht 

Ook bestuderen ze de inzet van 3D bioprint-technieken om een vlezige textuur te creëren. Een grote uitdaging hierbij is dat spier- en vetcellen zeer verschillende voedingsstoffen en mechanische eigenschappen in de omgeving nodig hebben om te groeien. ‘Spiercellen zijn zeer gevoelig voor de mechanische eigenschappen van de scaffold, en laten hun eiwitproductie hierdoor beïnvloeden’, zegt Kilian. ‘Wij zoeken naar materialen waarop spier- en vetcellen kunnen groeien en samenwerken. Daarbovenop willen we de juiste mechanische eigenschappen meegeven die je verwacht als je op vlees kauwt.’ 

Hybride vorm 

Binnen MeatUp werken verschillende partners aan de ontwikkeling en het opschalen van deze materialen, die onder andere gebaseerd zijn op algen en zeewier. Kilian: ‘Zelfs al kunnen we straks miljoenen tot miljarden spier- en vetcellen in het lab opkweken, dan blijft de puzzel hoe we ze samen krijgen in spierweefsel. Ik denk dat kweekvlees hierdoor een hybride vorm zal krijgen, waarbij we niet alleen dierlijke cellen gebruiken maar ook plantaardige componenten om het weefsel vorm te geven.’ Als volgende stap hoopt Kilian spiercellen en vetweefsel concreet samen te brengen in een dik stuk spierweefsel. ‘Hiervoor moeten we de technologie blijven vooruitduwen. We hebben namelijk nog wat fundamentele uitdagingen op te lossen.’  

‘Het is niet realistisch om te denken dat we zodra de technologische puzzel gekraakt is, allemaal overstappen op vlees uit bioreactors’

Joshua Flack, TU Delft 

Ook Flack, voorheen vijf jaar lang Hoofd Celbiologie bij de Nederlandse kweekvlees-startup Mosa Meat, ziet dat kweekvlees nog enkele innovaties nodig heeft: ‘Had je mij tijdens mijn eerste maanden in de industrie gevraagd naar de beloftes van kweekvlees, dan had ik zeer optimistisch gereageerd op het bereiken van de supermarkt in een paar jaar. Maar de technologie is gewoon zeer moeilijk juist te krijgen.’ 

Hoe dan ook ziet Flack een groeiende maatschappelijke realisatie dat we ons voedselsysteem moeten aanpassen. ‘De lange termijn vooruitzichten van kweekvlees zijn nog steeds goed. Al is het niet realistisch om te denken dat we zodra de technologische puzzel gekraakt is allemaal overstappen op vlees uit bioreactors. Ik denk eerder dat kweekvlees een belangrijke bijdrage zal leveren aan de overgang naar verschillende vormen van alternatieve voeding.’