La revolución de la carne , una conferencia en el Foro Económico Mundial a cargo de Mark Post, de la Universidad de Maastricht, sobre la carne in vitroUn vídeo de New Harvest y Xprize que explica el desarrollo de la carne cultivada y una "bioeconomía post-animal" impulsada por proteínas cultivadas en laboratorio (carne, huevos, leche)
En 2013, Mark Post creó una hamburguesa hecha con tejido cultivado fuera de un animal. Desde entonces, otros prototipos de carne cultivada han ganado la atención de los medios: SuperMeat abrió un restaurante de la granja a la mesa en Tel Aviv llamado The Chicken [16] para probar la reacción de los consumidores a su hamburguesa de pollo cultivado, [17] mientras que la "primera venta comercial del mundo de carne cultivada con células" tuvo lugar en diciembre de 2020 en el restaurante 1880 de Singapur , donde se vendió carne cultivada fabricada por la firma estadounidense Eat Just . [18]
Si bien la mayoría de los esfuerzos se centran en carnes comunes como el cerdo, la ternera y el pollo, que constituyen la mayor parte del consumo en los países desarrollados, [19] empresas como Orbillion Bio se centraron en carnes de alta gama o inusuales, como el alce, el cordero, el bisonte y la carne de res Wagyu. [20] Avant Meats introdujo el mero cultivado en el mercado en 2021, [21] mientras que otras empresas han buscado diferentes especies de pescado y otros mariscos. [22]
El proceso de producción está en constante evolución, impulsado por empresas e instituciones de investigación . [23] Las aplicaciones de la carne cultivada dieron lugar a debates éticos , [24] sanitarios , medioambientales , culturales y económicos . [25] Los datos publicados por la organización no gubernamental Good Food Institute descubrieron que en 2021 las empresas de carne cultivada atrajeron 140 millones de dólares en Europa. [3] El primer restaurante que sirve carne cultivada abrió en Singapur en 2021. [26] Sin embargo, la carne cultivada todavía no está ampliamente disponible.
Nomenclatura
Además de carne cultivada , se han utilizado los términos carne sana , [27] carne libre de sacrificio , [28] carne in vitro , carne cultivada en cubas , [29] carne cultivada en laboratorio , [30] carne de origen celular , [31] carne limpia , [32] carne cultivada [33] [34] y carne sintética [35] para describir el producto. [36] Aunque tiene múltiples significados, ocasionalmente se utiliza carne artificial . [37]
Entre 2016 y 2019, la carne limpia ganó terreno. El Good Food Institute (GFI) acuñó el término en 2016, [38] y a fines de 2018, el instituto publicó una investigación que afirmaba que el uso de carne limpia reflejaba mejor el proceso de producción y los beneficios. [39] [40] Para 2018, había superado a la carne cultivada y a la in vitro en menciones en los medios y búsquedas en Google. [41] Algunas partes interesadas de la industria sintieron que el término empañaba innecesariamente a los productores de carne convencionales y seguían prefiriendo la carne basada en células como una alternativa neutral. [42] [43]
En septiembre de 2019, GFI anunció una nueva investigación que encontró que el término carne cultivada es suficientemente descriptivo y diferenciador, posee un alto grado de neutralidad y ocupa un lugar destacado en cuanto a atractivo para el consumidor. [33] [44] Una encuesta de septiembre de 2021 indicó que la mayoría de los directores ejecutivos de la industria tienen preferencia por la carne cultivada , y el 75 por ciento de 44 empresas la prefieren. [45]
Historia
Investigación inicial
La posibilidad teórica de cultivar carne en un entorno industrial ha suscitado interés desde hace mucho tiempo. En un ensayo de 1931 publicado en varias publicaciones periódicas y posteriormente incluido en su obra Pensamientos y aventuras , el estadista británico Winston Churchill escribió: "Podremos escapar del absurdo de criar un pollo entero para comer la pechuga o el ala cultivando estas partes por separado en un medio adecuado". [46]
En la década de 1950, el investigador holandés Willem van Eelen ideó de forma independiente la idea de la carne cultivada. Como prisionero de guerra durante la Segunda Guerra Mundial , Van Eelen sufrió hambre, lo que lo dejó apasionado por la producción de alimentos y la seguridad alimentaria. [47] Asistió a una conferencia universitaria en la que se discutían las perspectivas de la carne en conserva. [48] El descubrimiento anterior de las líneas celulares proporcionó la base para la idea. El cultivo in vitro de fibras musculares se realizó por primera vez con éxito en 1971 cuando el patólogo Russel Ross cultivó la aorta de cobaya . En 1991, Jon F. Vein obtuvo la patente US 6835390 para la producción de carne modificada por ingeniería tisular para consumo humano, en la que se cultivarían músculo y grasa de forma integrada para crear productos alimenticios. [49]
En 2001, el dermatólogo Wiete Westerhof, junto con van Eelen y el empresario Willem van Kooten anunciaron que habían solicitado una patente mundial sobre un proceso para producir carne cultivada. [50] El proceso empleaba una matriz de colágeno sembrada con células musculares bañadas en una solución nutritiva e inducidas a dividirse. [51] Ese mismo año, la NASA comenzó a realizar experimentos con carne cultivada, con la intención de permitir a los astronautas cultivar carne en lugar de transportarla. En asociación con Morris Benjaminson, cultivaron peces de colores y pavos. [52] En 2003, Oron Catts e Ionat Zurr exhibieron unos centímetros de "filete", cultivado a partir de células madre de rana , que cocinaron y comieron. El objetivo era iniciar una conversación en torno a la ética de la carne cultivada: "¿Estuvo alguna vez viva?", "¿Fue asesinada alguna vez?", "¿Es de alguna manera irrespetuoso para un animal tirarla a la basura?". [53]
A principios de la década de 2000, el estudiante de salud pública estadounidense Jason Matheny viajó a la India y visitó una granja de pollos industriales. Quedó horrorizado por las implicaciones de este sistema. Matheny más tarde se asoció con tres científicos que participaban en los esfuerzos de la NASA. En 2004, Matheny fundó New Harvest para fomentar el desarrollo mediante la financiación de la investigación. En 2005, los cuatro publicaron la primera literatura revisada por pares sobre el tema. [54]
En mayo de 2008, PETA ofreció un premio de un millón de dólares a la primera empresa que ofreciera carne de pollo cultivada a los consumidores en 2012. [55] El concursante debía completar dos tareas para ganar el premio, a saber, producir un producto de carne de pollo cultivada que fuera indistinguible del pollo real y producir el producto en cantidades lo suficientemente grandes como para que se vendiera de manera competitiva en al menos 10 estados. El concurso se extendió posteriormente hasta el 4 de marzo de 2014. La fecha límite finalmente expiró sin un ganador. [56]
El gobierno holandés ha invertido 4 millones de dólares en experimentos relacionados con la carne cultivada. [57] El Consorcio de Carne In Vitro, un grupo formado por investigadores internacionales, celebró la primera conferencia internacional organizada por el Instituto Noruego de Investigación Alimentaria en abril de 2008. [58] La revista Time declaró que la producción de carne cultivada era una de las 50 ideas innovadoras de 2009. [59] En noviembre de 2009, científicos de los Países Bajos anunciaron que habían logrado cultivar carne utilizando células de un cerdo vivo. [60]
Primer juicio público
La primera hamburguesa de carne de res cultivada fue creada por Mark Post en la Universidad de Maastricht en 2013. [61] Se hizo a partir de más de 20.000 hebras delgadas de tejido muscular, costó más de 325.000 dólares y necesitó 2 años para producirla. [62] La hamburguesa fue probada en televisión en vivo en Londres el 5 de agosto de 2013. Fue cocinada por el chef Richard McGeown de Couch's Great House Restaurant, Polperro , Cornwall, y probada por los críticos Hanni Rützler , un investigador de alimentos del Future Food Studio, y Josh Schonwald. Rützler afirmó: "Tiene un sabor muy fuerte y dorado. Sé que no tiene grasa, así que no sabía realmente lo jugoso que sería, pero tiene un sabor bastante intenso; es parecido a la carne, no es tan jugoso, pero la consistencia es perfecta. Para mí, esto es carne... Es realmente algo para morder y creo que el aspecto es bastante similar". Rützler agregó que incluso en una prueba a ciegas habría elegido el producto como carne en lugar de una copia de soja . [63]
Desarrollo industrial
Hanni Rützler prueba la primera hamburguesa cultivada del mundo, 5 de agosto de 2013.
Es sólo cuestión de tiempo antes de que esto suceda, estoy absolutamente convencido de ello. En nuestro caso, estimo que el tiempo será de unos 3 años antes de que estemos listos para entrar en el mercado a pequeña escala, unos 5 años para entrar en el mercado a mayor escala, y si me preguntaran: "¿Cuándo estará [la carne cultivada] en el supermercado de la esquina?", creo que serán más cerca de 10 años que de 5.
Peter Verstrate, Carne Mosa (2018) [64] : 1:06:15
Entre 2011 y 2017, se lanzaron muchas empresas emergentes de carne cultivada. [65] Memphis Meats , ahora conocida como Upside Foods, [66] lanzó un video en febrero de 2016, mostrando su albóndiga de carne de res cultivada. [67] [68] [69] En marzo de 2017, mostró tiras de pollo y pato a la naranja, la primera ave de corral cultivada que se mostró al público. [70] [71] [72] Una empresa israelí, SuperMeat , realizó una campaña de financiación colectiva en 2016, para su trabajo en pollo cultivado. [73] [74] [75] [76] [77] Finless Foods , una empresa con sede en San Francisco que trabaja con peces cultivados, se fundó en junio de 2016. En marzo de 2017 comenzó las operaciones de laboratorio. [78]
En marzo de 2018, Eat Just (fundada en 2011 como Hampton Creek en San Francisco, más tarde conocida como Just, Inc.) afirmó poder ofrecer un producto de consumo a partir de carne cultivada para fines de 2018. Según el director ejecutivo Josh Tetrick, la tecnología ya estaba allí. JUST tenía alrededor de 130 empleados y un departamento de investigación de 55 científicos, donde se investigaba la carne cultivada de aves de corral, cerdo y res. JUST ha recibido inversiones del multimillonario chino Li Ka-shing , el cofundador de Yahoo! Jerry Yang y, según Tetrick, también de Heineken International y otros. [79]
La startup holandesa Meatable, formada por Krijn de Nood, Daan Luining, Ruud Out, Roger Pederson, Mark Kotter y Gordana Apic, entre otros, informó en septiembre de 2018 que había logrado cultivar carne utilizando células madre pluripotentes de cordones umbilicales de animales . Aunque se dice que es difícil trabajar con estas células, Meatable afirmó poder hacer que se comporten para convertirse en células musculares o grasas según sea necesario. La principal ventaja es que esta técnica pasa por alto el suero bovino fetal , lo que significa que no es necesario matar a ningún animal para producir carne. [80] Ese mes, aproximadamente 30 startups de carne cultivada operaban en todo el mundo. [64] Integriculture es una empresa con sede en Japón que trabaja en su sistema CulNet. Entre los competidores se encontraban Multus Media, con sede en Inglaterra, y Future Fields, de Canadá. [81]
En agosto de 2019, cinco empresas emergentes estadounidenses anunciaron la formación de la Alianza para la Innovación en Carne, Aves de Corral y Mariscos (AMPS Innovation), una coalición que busca trabajar con los reguladores para crear una vía de comercialización para la carne y los mariscos cultivados. [82] Los miembros fundadores incluyen a Eat Just , Memphis Meats , Finless Foods, BlueNalu y Fork & Goode. [83] De manera similar, en diciembre de 2021, un grupo de 13 empresas europeas e israelíes ( Aleph Farms , Bluu Biosciences, Cubiq Foods, Future Meat , Gourmey, Higher Steaks, Ivy Farm, Meatable , Mirai Foods , Mosa Meat , Peace of Meat , SuperMeat y Vital Meat) establecieron Cellular Agriculture Europe, una asociación con sede en Bélgica que buscaba "encontrar un terreno común y hablar con una voz compartida por el bien de la industria, los consumidores y los reguladores". [84] [85] [86]
En octubre de 2019, Aleph Farms colaboró con 3D Bioprinting Solutions para cultivar carne en la Estación Espacial Internacional . Esto se hizo extruyendo células de carne en un andamio utilizando una impresora 3D. [87] En enero de 2020, Quartz encontró alrededor de 30 nuevas empresas de carne cultivada, y que Memphis Meats, Just Inc. y Future Meat Technologies eran las más avanzadas porque estaban construyendo plantas piloto. [88] [89] Según New Scientist en mayo de 2020, 60 nuevas empresas estaban desarrollando carne cultivada. Algunos de ellos eran proveedores de tecnología. [90] Según se informa, los medios de crecimiento todavía cuestan "cientos de dólares por litro, pero para que la producción de carne limpia se amplíe, este precio debe reducirse a alrededor de 1 dólar por litro". [90] En junio de 2020, los funcionarios del gobierno chino pidieron una estrategia nacional para competir en carne cultivada. [91]
En diciembre de 2019, se lanzó el proyecto Foieture en Bélgica con el objetivo de desarrollar foie gras cultivado (el nombre es una combinación de "foie" y "futuro") por un consorcio de 3 empresas (la startup de carne cultivada Peace of Meat, la pequeña empresa de condimentos para carne Solina y la pequeña empresa productora de paté Nauta) y 3 institutos sin fines de lucro (la Universidad KU Leuven , el centro de innovación de la industria alimentaria Flanders Food y la planta piloto Bio Base Europe). [92] Peace of Meat declaró en diciembre de 2019 que tenía la intención de completar su prueba de concepto en 2020, producir su primer prototipo en 2022 y salir al mercado en 2023. [92] Ese mes, el proyecto Foieture recibió una subvención de investigación de casi 3,6 millones de euros de la Agencia de Innovación y Empresa del Gobierno flamenco . [92] En mayo de 2020, la cofundadora e investigadora científica de Peace of Meat, nacida en Austria, Eva Sommer, afirmó que la startup pudo producir 20 gramos de grasa cultivada a un coste de unos 300 euros (15.000 €/kg); el objetivo era reducir el precio a 6 euros por kilogramo en 2030. [93] Piece of Meat construyó dos laboratorios en el puerto de Amberes . [93] A finales de 2020, MeaTech adquirió Peace of Meat por 15 millones de euros y anunció en mayo de 2021 que construiría una nueva planta piloto a gran escala en Amberes en 2022. [94]
En noviembre de 2020, la start-up india Clear Meat afirmó que había logrado cultivar carne de pollo picada a un coste de tan solo 800-850 rupias indias (10,77-11,44 dólares estadounidenses), mientras que un pollo procesado y sacrificado costaba unas 1.000 rupias. [95] El 27 de abril de 2022, la Comisión Europea aprobó la solicitud de recogida de firmas para la Iniciativa Ciudadana Europea End The Slaughter Age para trasladar los subsidios de la cría de animales a la agricultura celular. [96]
Según un informe de noviembre de 2023 de Oghma Partners, el 46,9% de todos los fondos (más de 2.600 millones de libras esterlinas) recaudados para empresas emergentes de carne cultivada entre 2016 y 2023 se destinaron a cinco de las principales, entre ellas Upside Foods (21,5%; anteriormente Memphis Meats), Believer Meats (anteriormente Future Meat Technologies), Wildtype , Aleph Farms y Mosa Meat . [97]
Entrada al mercado
Hay un puñado de empresas emergentes. Es bastante interesante ver que hay tres centros: uno en Silicon Valley , otro en los Países Bajos y otro en Israel. Creo que eso se debe a que estos tres lugares tienen, en primer lugar, una gran universidad agrícola ( Wageningen) ; en segundo lugar, una gran universidad médica (para nosotros, Leiden ) ; y, por último, tenemos Delft, en el sector de ingeniería. Esas tres combinadas te dan una base sólida para desarrollar carne cultivada, y esa combinación existe en Israel, los Países Bajos y Estados Unidos.
Krijn de Nood, Carne (2020) [98]
Entrada a la Unión Europea
En la Unión Europea , los alimentos nuevos, como los productos de carne cultivada, tienen que pasar por un período de prueba de aproximadamente 18 meses durante el cual una empresa debe demostrar a la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (AESA) que su producto es seguro. [99] [100] En marzo de 2022, los productores de carne cultivada habían llegado al nivel de intentar obtener la aprobación regulatoria de las instituciones supranacionales de la Unión Europea justo antes de que los productos en masa pudieran venderse a los consumidores. [3] En febrero de 2023, ninguno había presentado aún un expediente de nuevos alimentos para su aprobación por parte de la AESA. [100] Los expertos legales explicaron que esto tiene que ver con el hecho de que, aunque el procedimiento de nuevos alimentos de la EFSA está bien establecido desde 1997 (a diferencia de otras jurisdicciones, que aún tienen o tuvieron que desarrollar ciertas normas regulatorias), es un proceso largo y complicado en el que las empresas pueden tener poca participación una vez que han presentado su solicitud, a diferencia de las nuevas empresas de carne cultivada en los Estados Unidos (que podrían comunicarse fácilmente con la FDA para aclarar cualquier problema) y en el Reino Unido, Singapur e Israel (donde los gobiernos han implementado un "punto de contacto único" responsable del proceso general). [100]
En abril de 2024, la start-up holandesa Meatable fue la primera de la UE en recibir la aprobación regulatoria de la EFSA para una prueba de concepto pública de degustación de carne cultivada, en este caso salchichas, en medio de una gran atención de los medios nacionales e internacionales. [101] [102] [103] Daan Luining, director de tecnología de Meatable, advirtió que se necesitarían varios años para ampliar la producción para atender a todos los supermercados, que la carne cultivada era solo una alternativa que gradualmente estaría más ampliamente disponible, dando a los consumidores más opciones, y que la industria cárnica tradicional no sería reemplazada en un futuro próximo. [102]
Entrada a Israel
En noviembre de 2020, SuperMeat abrió un restaurante de prueba en Ness Ziona , Israel, justo al lado de su planta piloto; periodistas, expertos y un pequeño número de consumidores podían reservar una cita para probar el nuevo alimento allí, mientras miraban a través de una ventana de vidrio hacia las instalaciones de producción que se encontraban al otro lado. El restaurante aún no estaba completamente abierto al público, porque en junio de 2021 SuperMeat todavía necesitaba esperar la aprobación regulatoria para comenzar la producción en masa para el consumo público, y porque la pandemia de COVID-19 restringía las operaciones del restaurante. [104] [105] Para febrero de 2023, las autoridades israelíes habían establecido una estructura regulatoria similar a la de Singapur y habían mostrado una voluntad general de trabajar para obtener la aprobación (así como de financiar la investigación para la innovación en alimentos cultivados), pero todavía estaban en el proceso de desarrollar regulaciones de seguridad en consultas con investigadores y otros expertos. [100] Por ejemplo, el Ministerio de Salud de Israel y la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) coorganizaron una convención de expertos en regulación de la seguridad de los alimentos cultivados en septiembre de 2022. [100]
En enero de 2024, el Ministerio de Salud de Israel otorgó la aprobación regulatoria para la carne de res cultivada a Aleph Farms . [106] [107]
Entrada a Singapur
Plato de pasta con tiras de carne de pollo cultivada de Good Meat, servido al público en un restaurante de Singapur .
El 2 de diciembre de 2020, la Agencia de Alimentos de Singapur aprobó la venta comercial de los "bocados de pollo" producidos por Eat Just. Fue la primera vez que un producto de carne cultivada pasó la revisión de seguridad (que tardó 2 años) de un organismo regulador de alimentos, y fue ampliamente considerado como un hito para la industria. Se programó la introducción de los bocados de pollo en los restaurantes de Singapur. [108] El restaurante "1880" se convirtió en el primero en servir carne cultivada a los clientes el sábado 19 de diciembre de 2020. [109] [110]
En enero de 2023, la SFA también otorgó la aprobación regulatoria para la producción de carne cultivada con medios sin suero a la subsidiaria de Eat Just, GOOD Meat, que había introducido su producto de pollo limpio en varios restaurantes más de Singapur, así como en centros de vendedores ambulantes y servicios de entrega de alimentos desde 2020, y estaba construyendo los biorreactores para su nueva instalación en Singapur. [111] Se dijo que esta primera aprobación mundial era un hito para hacer que la producción de carne cultivada sea más escalable y eficiente. [111] En abril de 2024, la start-up australiana Vow obtuvo la aprobación de Singapur para su codorniz cultivada ; [103] mientras que la start-up holandesa Meatable introduciría sus salchichas de cerdo cultivadas en varios restaurantes de Singapur a finales de 2024. [103]
Entrada a Estados Unidos
En noviembre de 2022, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) completó la consulta previa a la comercialización de Upside Foods (anteriormente Memphis Meats) y concluyó que sus productos eran seguros para comer, una novedad para las empresas de carne cultivada en los Estados Unidos. [112] La aprobación de la agencia final, el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA), fue recibida por Upside Foods y Good Meat , ambas para pollo cultivado, en junio de 2023. [113] [114]
Empresas que trabajan en carne cultivada
Nota: las fechas en cursiva se refieren a fechas de realización proyectadas en el futuro; pueden cambiar.
Nota: los datos en cursiva se refieren a proyectos no terminados o capacidades proyectadas en el futuro; pueden cambiar.
Proceso
Diagrama del proceso de producción de carne cultivada.
Líneas celulares
La agricultura celular requiere líneas celulares , generalmente células madre . Las células madre son células indiferenciadas que tienen el potencial de convertirse en muchos o todos los tipos de células especializadas requeridas. Las células madre totipotentes tienen la capacidad de diferenciarse en todos los diferentes tipos de células que se encuentran dentro del cuerpo. Las células madre pluripotentes pueden madurar en todos los tipos de células excepto las de la placenta, y las células madre multipotentes pueden diferenciarse en varios tipos de células especializadas dentro de un linaje. Las células madre unipotentes pueden diferenciarse en un destino celular específico. [201]
Las células madre pueden diferenciarse en una variedad de células especializadas.
Si bien las células madre pluripotentes serían una fuente ideal, el ejemplo más destacado de esta subcategoría son las células madre embrionarias , cuyo uso en investigación es controvertido debido a cuestiones éticas. Como resultado, los científicos han desarrollado células madre pluripotentes inducidas (iPSC), que son esencialmente células sanguíneas y cutáneas multipotentes que han sido regresionadas a un estado pluripotente que les permite diferenciarse en una mayor variedad de células. [202] La alternativa es utilizar células madre adultas multipotentes que den lugar a linajes de células musculares o progenitores unipotentes que se diferencien en células musculares. [201]
Las características favorables de las células madre incluyen la inmortalidad, la capacidad proliferativa, la falta de dependencia de la adherencia, la independencia del suero y la fácil diferenciación en tejido. La presencia natural de tales características es probable que varíe según la especie celular y el origen. Por ello, el cultivo in vitro debe ajustarse para satisfacer las necesidades exactas de una línea celular específica. La cuestión de la inmortalidad es que las células tienen un límite en el número de veces que pueden dividirse que está dictado por su casquete telomérico (bases de nucleótidos suplementarias añadidas al final de sus cromosomas). Con cada división, el casquete telomérico se acorta progresivamente hasta que no queda nada, momento en el que las células dejan de dividirse. La pluripotencia inducida puede alargar el casquete telomérico de tal manera que las células se dividan indefinidamente. [202]
Las líneas celulares pueden obtenerse de una fuente primaria, es decir, a través de una biopsia de un animal bajo anestesia local. También podrían establecerse a partir de fuentes secundarias, como cultivos criopreservados (cultivos congelados después de una investigación previa). [ cita requerida ]
Medio de crecimiento
Los mioblastos son un precursor de las células musculares y sus fibras se muestran en amarillo y sus núcleos en azul.
Una vez que las líneas celulares se han establecido, se las sumerge en un medio de cultivo para inducir su proliferación. Los medios de cultivo suelen formularse a partir de medios basales que proporcionan a las células los carbohidratos, las grasas, las proteínas y las sales necesarias. Una vez que una célula consume una cantidad suficiente, se divide y la población aumenta exponencialmente. Los medios de cultivo se pueden complementar con aditivos (por ejemplo, sueros) que aportan factores de crecimiento adicionales. Los factores de crecimiento pueden ser proteínas secretadas o esteroides que son cruciales para regular los procesos celulares. [2]
Una vez que comienza la diferenciación, las fibras musculares comienzan a contraerse y a generar ácido láctico. La capacidad de las células para absorber nutrientes y proliferar depende en parte del pH de su entorno. A medida que el ácido láctico se acumula en el medio, el ambiente se vuelve progresivamente más ácido y cae por debajo del pH óptimo. Como resultado, los medios de cultivo deben renovarse con frecuencia. Esto ayuda a renovar la concentración de nutrientes del medio basal. [23]
Andamio
El tejido muscular se desarrolla a partir del medio de crecimiento y se organiza en una estructura tridimensional mediante el andamio para el producto final.
En el caso de productos cárnicos estructurados (productos que se caracterizan por su configuración general y por el tipo de células), las células deben sembrarse en andamios. Los andamios son esencialmente moldes destinados a reflejar y alentar a las células a organizarse en una estructura más grande. Cuando las células se desarrollan in vivo , se ven influenciadas por sus interacciones con la matriz extracelular (ECM). La ECM es la malla tridimensional de glicoproteínas , colágeno y enzimas responsables de transmitir señales mecánicas y bioquímicas a la célula. Los andamios deben simular las características de la ECM. [2]
Porosidad
Los poros son pequeñas aberturas en la superficie del andamio. Pueden crearse en la superficie del biomaterial para liberar componentes celulares que podrían interferir con el desarrollo del tejido. También ayudan a difundir gas y nutrientes a las capas más internas de las células adherentes, evitando la formación de un "centro necrótico". Un centro necrótico es un fenómeno en el que las células que no están en contacto directo con el medio de cultivo mueren por falta de nutrientes. [203]
Vascularización
El tejido vascular que se encuentra en las plantas contiene los órganos responsables del transporte interno de fluidos. Forma topografías naturales que proporcionan una forma económica de promover la alineación celular al replicar el estado fisiológico natural de los mioblastos. También puede ayudar con el intercambio de gases y nutrientes. [203]
Propiedades bioquímicas
Las propiedades bioquímicas de un andamio deben ser similares a las de la matriz extracelular. Debe facilitar la adhesión celular a través de cualidades texturales o enlaces químicos. Además, debe producir las señales químicas que fomentan la diferenciación celular. Alternativamente, el material debe poder mezclarse con otras sustancias que tengan estas cualidades funcionales. [203]
Cristalinidad
El grado de cristalinidad de un material determina cualidades como la rigidez. Una alta cristalinidad puede atribuirse a la unión de hidrógeno, que a su vez aumenta la estabilidad térmica, la resistencia a la tracción (importante para mantener la forma del andamio), la retención de agua (importante para hidratar las células) y el módulo de Young . [203]
Degradación
Ciertos materiales se degradan en compuestos beneficiosos para las células, aunque esta degradación también puede ser irrelevante o perjudicial. La degradación permite retirar fácilmente el armazón del producto terminado, dejando solo tejido animal, lo que aumenta su parecido con la carne in vivo . Esta degradación puede ser inducida por la exposición a ciertas enzimas que no afectan al tejido muscular. [203]
Comestibilidad
Si los andamios no se pueden extraer del tejido animal, deben ser comestibles para garantizar la seguridad del consumidor. Sería beneficioso que estuvieran hechos de ingredientes nutritivos. [203] Desde 2010, han surgido grupos de investigación académica y empresas con el fin de identificar materias primas que tengan las características de andamios adecuados. [203] [204] [205] [206] [207] [208]
Celulosa
La celulosa es el polímero más abundante en la naturaleza y proporciona los exoesqueletos de las hojas de las plantas. Debido a su abundancia, se puede obtener a un costo relativamente bajo. También es versátil y biocompatible. A través de un proceso llamado "descelularización", se recubre con un surfactante que crea poros. Estos poros liberan los componentes celulares de la planta y se convierte en tejido vegetal descelularizado. Este material ha sido ampliamente estudiado por los Grupos Pelling y Gaudette en la Universidad de Ottawa y el Instituto Politécnico de Worcester , respectivamente. A través de la reticulación (formación de enlaces covalentes entre cadenas de polímeros individuales para mantenerlas juntas) se pueden cambiar las propiedades mecánicas del tejido vegetal para que se parezca más al tejido muscular. Esto también se puede hacer mezclando tejido vegetal con otros materiales. Por otro lado, el tejido vegetal descelularizado generalmente carece de señales bioquímicas de los mamíferos, por lo que necesita ser recubierto con proteínas funcionales compensatorias. No se demostró que el crecimiento de C2C12 cambiara significativamente entre el andamio desnudo y el mismo andamio con una capa de proteínas de colágeno o gelatina ; Sin embargo, la eficiencia de siembra (velocidad a la que las células se adhieren al andamio) mejoró. [203] [204]
Una ventaja del tejido vegetal descelularizado es la topografía natural que ofrece la vasculatura de la hoja. Esto ayuda a replicar el estado fisiológico natural de los mioblastos, lo que promueve la alineación celular. Las otras formas de hacer esto suelen ser bastante más caras, incluidas la impresión 3D, la litografía blanda y la fotolitografía. La vascularización también puede ayudar a superar el límite de difusión de 100 a 200 nm del medio de cultivo en las células que generalmente producen centros necróticos en los conglomerados musculares. Otra forma de hacer esto es tener un andamio poroso que favorezca la angiogénesis (el desarrollo de nuevos vasos sanguíneos). Si bien se ha demostrado que esto funciona para el manzano Hypanthium , no todas las plantas son tan porosas. La alternativa a la celulosa vegetal es la celulosa bacteriana, que generalmente es más pura que la celulosa vegetal, ya que está libre de contaminantes como la lignina y la hemicelulosa . La celulosa bacteriana tiene más enlaces de hidrógeno entre sus hebras de polímero y, por lo tanto, tiene una mayor cristalinidad. También tiene microfibrillas más pequeñas que le permiten retener más humedad y tener poros más pequeños. La sustancia se puede producir utilizando carbohidratos de desecho (lo que puede permitir que se produzca de manera menos costosa) y agrega jugosidad y masticabilidad a la carne emulsionada (lo que significaría que incluso si no se puede sacar del producto final, contribuirá al perfil de textura). [203] [204]
Quitina
La quitina es el segundo polímero más abundante de la naturaleza. Se encuentra en los exoesqueletos de los crustáceos y los hongos . A medida que la agricultura celular intenta poner fin a la dependencia de los animales, la quitina derivada de los hongos es de mayor interés. Ha sido estudiada principalmente por el Grupo Pelling. El quitosano se deriva de la quitina en un proceso conocido como desacetilación alcalina (sustituyendo ciertos grupos de aminoácidos ). El grado de este proceso determina las propiedades físicas y químicas del quitosano. El quitosano tiene propiedades antibacterianas; en particular, tiene efectos bactericidas sobre las bacterias planctónicas y las biopelículas y efectos estáticos de bacterias sobre las bacterias gramnegativas como E. coli . Esto es importante ya que neutraliza compuestos potencialmente dañinos sin usar antibióticos , que muchos consumidores evitan. La semejanza del quitosano con los glicosaminoglicanos y las interacciones internas entre las glicoproteínas y los proteoglicanos lo hacen altamente biocompatible. Puede mezclarse fácilmente con otros polímeros para seleccionar factores más bioactivos. Una posible desventaja del quitosano es que se degrada en presencia de lisozimas (enzimas naturales), pero se puede evitar mediante la desacetilación . Esto no es del todo negativo, ya que los subproductos producidos a través de la degradación tienen propiedades antiinflamatorias y antibacterianas. Es importante que las células dependan de la matriz para su estructura en la misma medida que la degradación. [203]
Colágeno
El colágeno es una familia de proteínas que componen la estructura primaria del tejido conectivo humano. Por lo general, se deriva de fuentes bovinas, porcinas y murinas . La agricultura celular supera esta dependencia mediante el uso de organismos transgénicos que son capaces de producir las repeticiones de aminoácidos que componen el colágeno. El colágeno existe de forma natural como colágeno tipo I. Se ha producido como hidrogeles porosos, compuestos y sustratos con señales topográficas y propiedades bioquímicas. Se han producido tipos sintéticos de colágeno mediante la producción de proteínas recombinantes: colágeno tipo II y III, tropoelastina y fibronectina . Un desafío con estas proteínas es que no se pueden modificar después de la traducción. Sin embargo, se ha aislado una proteína fibrilar alternativa en microbios que carecen de las señales bioquímicas del colágeno, pero que tienen su tipo de capacidad de personalización genética. Un enfoque de la producción de colágeno recombinante es la optimización del rendimiento: cómo se puede producir de manera más efectiva. Las plantas, en particular el tabaco, parecen ser la mejor opción, sin embargo, las bacterias y la levadura también son alternativas viables. [203]
La proteína de soja texturizada es un producto de harina de soja que se utiliza a menudo en la carne de origen vegetal y que favorece el crecimiento de las células bovinas. Su textura esponjosa permite una siembra celular eficaz y su porosidad favorece la transferencia de oxígeno. Además, se degrada durante la diferenciación celular en compuestos que son beneficiosos para determinadas células. [205]
Micelio
El micelio son las raíces de los hongos. Altast Foods Co. utiliza la fermentación en estado sólido para cultivar tejido de hongos sobre estructuras de micelio. Recolectan este tejido y lo utilizan para crear análogos del tocino. [206]
Nanomateriales
Los nanomateriales presentan propiedades únicas a escala nanométrica . Biomimetic Solutions, con sede en Londres, está aprovechando los nanomateriales para crear andamios. [205] Cass Materials, en Perth (Australia), está utilizando una fibra dietética llamada Nata de Coco (derivada de los cocos) para crear esponjas de nanocelulosa para su andamio BNC. La Nata de Coco es biocompatible, tiene una alta porosidad, facilita la adhesión celular y es biodegradable. [207]
Hilado
El hilado por inmersión en chorro es un método para crear estructuras mediante la hilatura de polímeros para formar fibras. Fue desarrollado por el Grupo Parker de Harvard. Su plataforma utiliza la fuerza centrífuga para extruir una solución de polímero a través de una abertura en un depósito giratorio. Durante la extrusión, la solución forma un chorro que se alarga y se alinea a medida que cruza el espacio de aire. El chorro se dirige a un baño de precipitación controlado por vórtice que reticula químicamente o precipita las nanofibras de polímero. Al ajustar el espacio de aire, la rotación y la solución, se cambia el diámetro de las fibras resultantes. Este método puede hacer girar estructuras a partir de láminas de PPTA, nailon, ADN y nanofibras. Una estructura nanofibrosa hecha de alginato y gelatina fue capaz de soportar el crecimiento de células C2C12. Los mioblastos de músculo liso aórtico de conejo y bovino pudieron adherirse a las fibras de gelatina. Formaron agregados en fibras más cortas y alinearon el tejido en las más largas. [208] Matrix Meats utiliza electrohilado , un proceso que utiliza fuerza eléctrica para convertir polímeros cargados en fibras para andamios. Sus andamios permitieron el marmoleo de la carne, son compatibles con múltiples líneas celulares y son escalables. [209]
Fabricación aditiva
La bioimpresión que ensambla fibras celulares podría utilizarse para producir una variedad de carne cultivada similar a un bistec. [210]
Otra forma propuesta de estructurar el tejido muscular es la fabricación aditiva . Esta técnica se perfeccionó para aplicaciones industriales en la fabricación de objetos hechos de plástico, metal, vidrio y otros materiales sintéticos. La variación más común del proceso implica depositar gradualmente un filamento en capas sobre un lecho hasta que se completa el objeto. Este método probablemente se prestará mejor a la aplicación de carne cultivada en contraposición a otros tipos como la inyección de aglutinante, la inyección de material o la estereolitografía que requieren un tipo específico de resina o polvo. [ cita requerida ]
Un filamento de células musculares se puede imprimir en una estructura que se asemeja a un producto cárnico terminado que luego se puede procesar para la maduración celular. Esta técnica se ha demostrado en una colaboración entre 3D bioprinting solutions y Aleph Farms que utilizó la fabricación aditiva para estructurar células de pavo en la Estación Espacial Internacional. [211] La bioimpresión 3D se ha utilizado para producir carne cultivada similar a un bistec, compuesta de tres tipos de fibras celulares bovinas y con una estructura de fibras celulares ensambladas que es similar a la carne original. [210] [212]
Biorreactores
Posible configuración de biorreactor para carne cultivada
Los andamios se colocan dentro de los biorreactores para que se pueda producir el crecimiento y la especialización celular. Los biorreactores son grandes máquinas similares a los tanques de una cervecería que exponen las células a una gran variedad de factores ambientales que son necesarios para promover la proliferación o la diferenciación. La temperatura del biorreactor debe reproducir las condiciones in vivo . En el caso de las células de mamíferos, esto requiere calentarlas a 37 °C (99 °F). Alternativamente, las células de insectos se pueden cultivar a temperatura ambiente. La mayoría de los biorreactores se mantienen al 5 % de dióxido de carbono. [2] [213] Las células se pueden cultivar en sistemas continuos o de lotes alimentados. El primero implica inocular y recolectar células en un proceso constante para que siempre haya células en el biorreactor. Los sistemas de lotes alimentados implican inocular las células, cultivarlas y recolectarlas en un solo período. [2]
Los biorreactores de tanque agitado son la configuración más utilizada. Un impulsor aumenta el flujo, homogeneizando así el medio de cultivo y un difusor facilita el intercambio de oxígeno en el medio. Este sistema se utiliza generalmente para cultivos suspendidos, pero se puede utilizar para células que requieren la adhesión a otra superficie si se incluyen microportadores. Los biorreactores de lecho fijo se utilizan comúnmente para cultivos adherentes. Presentan tiras de fibras que se empaquetan juntas para formar un lecho al que las células pueden adherirse. El medio de cultivo aireado circula a través del lecho. En los biorreactores de transporte aéreo, el medio de cultivo se airea en una forma gaseosa utilizando burbujas de aire que luego se dispersan entre las células. Los biorreactores de perfusión son configuraciones comunes para el cultivo continuo. Drenan continuamente el medio saturado con ácido láctico que está vacío de nutrientes y lo llenan con medio repuesto. [214]
Desafíos
Factores de crecimiento
El medio de cultivo es un componente esencial del cultivo in vitro . Es responsable de proporcionar las macromoléculas, nutrientes y factores de crecimiento necesarios para la proliferación celular. La obtención de factores de crecimiento es una de las tareas más desafiantes de la agricultura celular. Tradicionalmente, implica el uso de suero bovino fetal (FBS), que es un producto sanguíneo extraído de vacas fetales. Además del argumento de que su producción es poco ética, también viola la noción de que la carne cultivada se produce independientemente del uso de animales. También es el componente más costoso de la carne cultivada, con un precio de alrededor de $ 1000 por litro. Además, la composición química varía mucho según el animal, por lo que no se puede cuantificar químicamente de manera uniforme. [215] El FBS se utiliza porque imita convenientemente el proceso de desarrollo muscular in vivo . Los factores de crecimiento necesarios para el desarrollo de los tejidos se proporcionan predominantemente a través del torrente sanguíneo de un animal, y ningún otro fluido conocido puede entregar todos estos componentes por sí solo. [2]
La alternativa actual es generar cada factor de crecimiento individualmente mediante la producción de proteínas recombinantes. En este proceso, los genes que codifican el factor específico se integran en bacterias que luego se fermentan. Debido a la complejidad añadida de este proceso, es particularmente costoso. [2] Future Fields, una empresa canadiense centrada en superar los costos económicos y ambientales de los medios de crecimiento tradicionales, está desarrollando factores de crecimiento sin suero a partir de moscas de la fruta. [216]
El medio ideal sería cuantificable químicamente y accesible para garantizar la simplicidad en la producción, barato y no dependiente de animales. [51] Lo más probable es que se derive de plantas; y si bien esto puede reducir la posibilidad de transmitir agentes infecciosos, puede inducir reacciones alérgicas en algunos consumidores. [217] Estos sueros de cultivo también pueden requerir modificaciones específicas de la línea celular a la que se aplican. Las empresas que actualmente invierten en el desarrollo de cultivos efectivos basados en plantas incluyen Multus Media y Biftek. [218] [219]
En 2019, el Good Food Institute (GFI) publicó un informe en apoyo del concepto de que la carne a base de células podría producirse al mismo costo que la carne molida y en 2021 encargó un informe a CE Delft sobre el análisis tecnoeconómico de la carne cultivada. [220] Otro enfoque propuesto es someter las líneas celulares a un campo magnético, que puede estimular la liberación de moléculas que tienen propiedades regenerativas, metabólicas, antiinflamatorias y potenciadoras de la inmunidad, actuando como una alternativa al suero. [221]
Área de superficie
Un desafío común para los biorreactores y los andamios es desarrollar configuraciones de sistemas que permitan que todas las células se expongan a los medios de cultivo y, al mismo tiempo, optimicen los requisitos espaciales. En la fase de proliferación celular, antes de la introducción del andamio, muchos tipos de células deben estar adheridos a una superficie para sustentar el crecimiento. Por lo tanto, las células deben cultivarse en monocapas confluentes de solo una célula de espesor, lo que requiere una gran superficie. Esto plantea desafíos prácticos a gran escala. Por lo tanto, los sistemas pueden incorporar microtransportadores: pequeñas perlas esféricas de vidrio u otro material compatible que se suspenden en el medio de cultivo. Las células se adhieren a estos microtransportadores como lo harían a los lados del biorreactor, lo que aumenta la cantidad de superficie. [222]
En la fase de diferenciación celular, las células pueden sembrarse en un andamio y, por lo tanto, no requieren el uso de microtransportadores. Sin embargo, en estos casos, la densidad de las células en el andamio significa que no todas las células tienen una interfaz con los medios de cultivo, lo que conduce a la muerte celular y a centros necróticos dentro de la carne. Cuando el músculo se cultiva in vivo , este problema se evita ya que la matriz extracelular suministra nutrientes al músculo a través de los vasos sanguíneos. Como tal, muchos andamios emergentes tienen como objetivo replicar tales redes. [222]
De manera similar, los andamios deben simular muchas de las otras características de la matriz extracelular, en particular la porosidad, la cristalinidad, la degradación, la biocompatibilidad y la funcionalidad. Se han identificado pocos materiales que emulen todas estas características, lo que lleva a la posibilidad de mezclar diferentes materiales con propiedades complementarias. [203]
Apoyo a la investigación
La investigación en agricultura celular no tiene una base significativa de interés académico o de fuentes de financiación. [25] En consecuencia, la mayoría de las investigaciones han sido realizadas y financiadas por instituciones independientes. Esto está cambiando gradualmente a medida que las organizaciones sin fines de lucro impulsan el apoyo y el interés. Cabe destacar que New Harvest tiene un programa de becas para apoyar a estudiantes de posgrado y grupos en varias instituciones académicas. [223] Además, un número cada vez mayor de gobiernos están financiando la investigación en agricultura celular. En agosto de 2020, los Servicios de Gestión de Subvenciones de la Comisión Europea otorgaron una subvención de 2,5 millones de euros a ORF Genetics. [224] Ese mismo mes, el Ministerio de Economía, Comercio e Industria de Japón otorgó a Integriculture 2,2 millones de dólares a través de su Organización para el Desarrollo de Nuevas Energías y Tecnología Industrial. [225]
El marco de financiación de I+D Horizonte 2020 de la Unión Europea otorgó una subvención de 2,7 millones de euros a un consorcio liderado por BioTech Foods . [226] En 2021, el gobierno español otorgó 3,7 millones de euros a Biotech Foods para investigar los posibles beneficios para la salud de la agricultura celular. [227] La National Science Foundation otorgó una subvención de 3,55 millones de dólares a un equipo de investigadores de la UC Davis para la investigación de carne cultivada de acceso abierto. [228] Las organizaciones sin fines de lucro también impulsan el apoyo y el interés en el campo. En particular, New Harvest tiene un programa de becas para apoyar la investigación de estudiantes de posgrado y grupos específicos en varias instituciones académicas y el Good Food Institute financia la investigación de acceso abierto a través de su Programa de Becas de Investigación. [ cita requerida ]
Aceptación del consumidor
La aceptación del producto por parte de los consumidores es fundamental. [229] [230] Un estudio que examinó la aceptación de la carne cultivada en China, India y los EE. UU. "encontró altos niveles de aceptación de la carne limpia en los tres países más poblados del mundo". [231] Se han identificado varios factores potenciales de aceptación de la carne cultivada por parte de los consumidores. La salubridad, la seguridad, las características nutricionales, la sostenibilidad, el sabor y el precio más bajo son factores que contribuyen. [232] Un estudio descubrió que el uso de un lenguaje altamente técnico para explicar la carne cultivada condujo a una actitud pública significativamente más negativa hacia el concepto. [233] Un estudio sugirió que describir la carne cultivada de una manera que enfatizara el producto final en lugar del método de producción era una forma eficaz de mejorar la aceptación. [234]
El uso de descripciones estandarizadas mejoraría las futuras investigaciones sobre la aceptación de la carne cultivada por parte de los consumidores. Los estudios actuales han informado a menudo de tasas de aceptación drásticamente diferentes, a pesar de que las poblaciones de las encuestas son similares. [235] Lou Cooperhouse, director ejecutivo de BlueNalu, compartió en el podcast Red to Green que "basado en células" y "cultivado en células" eran términos adecuados para diferenciarlo de la carne convencional, al tiempo que dejaba en claro el proceso mediante el cual se elaboraba. [236] También existe un desafío en cómo utilizar estas descripciones en el etiquetado. Por ejemplo, en los Estados Unidos no existe una legislación federal general que regule cómo debe etiquetarse la carne cultivada para el consumidor. Mientras que los productores de carne tradicionales intentan evitar que las empresas de carne cultivada utilicen el término "carne", los productores de carne cultivada argumentan que la palabra es necesaria para la aceptación del consumidor. [237]
No se ha evaluado la aceptación del mercado global. Se están realizando estudios para intentar determinar los niveles actuales de aceptación del consumidor e identificar métodos para mejorar este valor. [238] No hay respuestas claras disponibles, aunque un estudio reciente informó que los consumidores estaban dispuestos a pagar una prima por la carne cultivada. [232] [233] [234] [239] [240] [241] [242] Se ha informado que un bajo porcentaje de la población adulta mayor muestra aceptación de la carne cultivada. La conducta alimentaria ecológica, el nivel educativo y el negocio de la alimentación se citaron como los factores más importantes para esta población. [241] También hay una falta de estudios que relacionen los métodos de producción de carne cultivada con su gusto por el público consumidor. [ cita requerida ]
Reglamento
También es necesario resolver cuestiones regulatorias. Antes de que los productos alimenticios nuevos estén disponibles para la venta, la Unión Europea, Australia, Nueva Zelanda, el Reino Unido y Canadá exigen la aprobación de solicitudes de aprobación. Además, la Unión Europea exige que los productos animales cultivados y su producción demuestren su seguridad mediante una solicitud aprobada por la empresa a partir del 1 de enero de 2018. [243]
Singapur
En 2020, Singapur se convirtió en el primer país del mundo en aprobar la venta de carne cultivada. La Agencia de Alimentos de Singapur ha publicado una guía sobre sus requisitos para la evaluación de la seguridad de los nuevos alimentos, incluidos los requisitos específicos sobre la información que se debe presentar para la aprobación de productos de carne cultivada. [244]
Italia
En marzo de 2023, el gobierno italiano de Meloni aprobó un proyecto de ley que prohíbe la producción y comercialización de carne cultivada para consumo humano y animal; [245] [246] [247] esta medida, que según el gobierno tenía por objeto proteger el patrimonio alimentario, [248] fue criticada, incluso por los científicos, por estar en desacuerdo con las tendencias mundiales de apertura y legalización, [249] por ser errónea, [250] y por posiblemente empeorar el cambio climático en Italia . [251] En octubre de 2023, se informó que el gobierno italiano había retirado el proyecto de ley, [252] [253] [254] y había retirado la notificación del Sistema de Información de Regulación Técnica, un procedimiento destinado a prevenir la creación de barreras dentro del mercado interno de la Unión Europea, para el proyecto de ley. [255] Francesco Lollobrigida , ministro de agricultura de Italia, dijo que la retirada del proyecto de ley contra la carne cultivada que Italia presentó a la Unión Europea "no es un paso atrás", lo que muchos especularon que se debía a que el gobierno quería evitar un probable rechazo por parte de la Comisión Europea . Añadió que el proyecto de ley no iba a ser retirado y seguiría adelante. [256] Italia se convirtió en el primer país en prohibir la carne cultivada en noviembre de 2023, cuando el gobierno aprobó el proyecto de ley. [257] [258]
A NOSOTROS
En septiembre de 2020, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) y el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) acordaron regular conjuntamente la carne cultivada. Según el acuerdo, la FDA supervisa la recolección de células, los bancos de células y el crecimiento y la diferenciación de las células, mientras que el USDA supervisa la producción y el etiquetado de los productos alimenticios derivados de las células destinados al consumo humano. [259]
Varios estados de EE. UU., como Missouri , Carolina del Sur , Texas y Washington, han aprobado leyes que limitan el uso del término carne en los envases de carne cultivada. [260] [237]
En Florida y Alabama se han promulgado prohibiciones totales sobre la carne cultivada : en Florida, la ley tipifica como delito la fabricación y venta de carne cultivada, [261] y en Alabama será ilegal fabricar, vender o distribuir carne cultivada a partir de octubre de 2024. [262] Los gobiernos de Arizona, Kentucky, Tennessee y Virginia Occidental están considerando leyes similares. [263]
En agosto de 2024, Upside Foods demandó a Florida en un intento de anular su ley. [264]
Diferencias con la carne convencional
Salud
La producción a gran escala de carne cultivada puede requerir o no la adición de hormonas de crecimiento artificiales al cultivo para la producción de carne. [265] [266] Como la carne cultivada se cultiva en un entorno estéril, no hay necesidad de antibióticos. [267] Hoy en día, el uso generalizado de antibióticos en la agricultura convencional es el principal impulsor de la resistencia a los antibióticos en los seres humanos. [268] Según la Organización Mundial de la Salud, la resistencia a los antimicrobianos representa "una amenaza cada vez más grave para la salud pública mundial que requiere la acción de todos los sectores gubernamentales y la sociedad" [269] , y se prevé que se produzcan hasta 10 millones de muertes al año para 2050. [270] La carne cultivada podría proporcionar una solución eficaz para ayudar a mitigar este importante riesgo para la salud humana. [271]
Los investigadores han sugerido que los ácidos grasos omega-3 podrían añadirse a la carne cultivada como un beneficio para la salud. [57] De manera similar, el contenido de ácidos grasos omega-3 de la carne convencional puede aumentarse modificando la alimentación de los animales. [272] Actualmente, en España se están realizando investigaciones para desarrollar carne cultivada con grasas más saludables, lo que podría reducir el colesterol y el riesgo de cáncer de colon típicamente asociado con el consumo de carne roja. [273] Un número de la revista Time sugirió que el proceso de cultivo celular también puede disminuir la exposición de la carne a bacterias y enfermedades. [58]
Debido al entorno estrictamente controlado y predecible, la producción de carne cultivada se ha comparado con la agricultura vertical . Algunos de sus defensores han predicho que tendrá beneficios similares en términos de reducción de la exposición a productos químicos peligrosos como pesticidas y fungicidas, lesiones graves y vida silvestre. [274] También hay una falta de investigación sobre la comparación de los efectos sobre la salud de la producción de carne cultivada con la carne industrial o las formas de producción de carne orgánica biológica. [ cita requerida ]
Lo artificial
Aunque la carne cultivada se compone de células musculares animales, grasa y células de sostén, así como vasos sanguíneos, [275] que son los mismos que en la carne tradicional, algunos consumidores pueden encontrar inaceptable el proceso de producción de alta tecnología. La carne cultivada ha sido descrita como falsa o "carne Frankenstein". [276] Por otro lado, la carne cultivada se puede producir sin las hormonas artificiales, antibióticos, esteroides, medicamentos y OGM que se usan comúnmente en la carne y los mariscos de granjas industriales, aunque no se usan en la producción biológica orgánica. Si un producto de carne cultivada es diferente en apariencia , sabor , olor , textura u otros factores, puede que no sea comercialmente competitivo con la carne producida convencionalmente. La falta de hueso y sistema cardiovascular es una desventaja para los platos donde estas partes hacen contribuciones culinarias apreciables. La falta de huesos y/o sangre puede hacer que muchas preparaciones de carne tradicionales, como las alitas de búfalo , sean más apetecibles para algunas personas. Además, la sangre y los huesos podrían potencialmente ser cultivados en el futuro. [277] [278] [279]
Ambiente
La producción animal para la alimentación es una de las principales causas de la contaminación del aire y del agua, y de las emisiones de carbono. [280] Se han planteado importantes interrogantes sobre si la industria tradicional puede satisfacer la creciente demanda de carne. [281] La carne cultivada puede proporcionar una alternativa respetuosa con el medio ambiente a la producción tradicional de carne. [282] Se espera que los impactos ambientales de la carne cultivada sean significativamente menores que los de la cría de animales. [283] Por cada hectárea que se utiliza para la agricultura vertical y/o la fabricación de carne cultivada, se pueden devolver a su estado natural entre 10 y 20 hectáreas de tierra. [284] Las granjas verticales (además de las instalaciones de carne cultivada) podrían explotar los digestores de metano para generar una parte de sus necesidades eléctricas. Se podrían construir digestores de metano en el lugar para transformar los residuos orgánicos generados en la instalación en biogás , que generalmente está compuesto por un 65% de metano. Este biogás se podría quemar para generar electricidad para el invernadero o una serie de biorreactores. [285]
Un estudio informó que la carne cultivada era "potencialmente... mucho más eficiente y respetuosa con el medio ambiente". Generaba sólo el 4% de las emisiones de gases de efecto invernadero, reducía las necesidades energéticas de la producción de carne hasta en un 45% y requería sólo el 2% de la tierra que utiliza la industria mundial de la carne y la ganadería. [286] [287] En el análisis del ciclo de vida de Tuomisto se afirma que producir 1.000 kg de carne de forma convencional requiere "26-33 GJ de energía, 367-521 m 3 de agua, 190-230 m 2 de tierra y emite 1.900-2.240 kg de CO 2 -eq de emisiones de GEI". Por otro lado, producir la misma cantidad de carne in vitro tiene "un uso de energía entre un 7 y un 45% menor... un 78-96% menos de emisiones de GEI, un uso de tierra entre un 99% menor y un uso de agua entre un 82-96% menor". [288]
El último estudio de la firma de investigación independiente CE Delft muestra que, en comparación con la carne de vacuno convencional, la carne cultivada puede causar hasta un 92% menos de emisiones de gases de efecto invernadero si se utiliza energía renovable en el proceso de producción, un 93% menos de contaminación, hasta un 95% menos de uso de la tierra y un 78% menos de agua. [289] Existen muchas preocupaciones ambientales sobre la cría intensiva de aves de corral que también se pueden reducir cultivando su carne en lugar de criar animales. Estas preocupaciones incluyen la entrada de microorganismos y estiércol que contiene fármacos en el agua y el suelo, la emisión de gases de efecto invernadero como el óxido nitroso y el metano, y la volatilización de partículas de estiércol. [290]
La escéptica Margaret Mellon, de la Unión de Científicos Preocupados, especula que los requisitos de energía y combustibles fósiles para la producción de carne cultivada a gran escala pueden ser más destructivos para el medio ambiente que la producción de alimentos a partir de la tierra. [55] SL Davis especuló que tanto la agricultura vertical en áreas urbanas como la actividad de las instalaciones de carne cultivada pueden causar relativamente poco daño a la vida silvestre que vive alrededor de las instalaciones. [291] Dickson Despommier especuló que los recursos naturales pueden evitarse del agotamiento debido a la agricultura vertical y la carne cultivada. [292] Un estudio informó que la agricultura convencional mata diez animales salvajes por hectárea cada año. [291]
El papel de la modificación genética
Para producir carne cultivada no se requieren técnicas de ingeniería genética , como la inserción, la eliminación, el silenciamiento, la activación o la mutación de un gen. La producción de carne cultivada permite que los procesos biológicos que normalmente ocurren dentro de un animal ocurran sin el animal. Dado que la carne cultivada se cultiva en un entorno artificial controlado, algunos han comentado que la carne cultivada se parece más a las verduras hidropónicas que a las verduras modificadas genéticamente . [293]
Se están realizando más investigaciones sobre la carne cultivada y, aunque esta no requiere ingeniería genética, los investigadores pueden emplear estas técnicas para mejorar la calidad y la sostenibilidad. La fortificación de la carne cultivada con nutrientes como los ácidos grasos beneficiosos es una mejora que se puede facilitar mediante la modificación genética. La misma mejora se puede lograr sin modificación genética, manipulando las condiciones del medio de cultivo. [294] La modificación genética puede mejorar la proliferación de células musculares. La introducción de factores reguladores miogénicos, factores de crecimiento u otros productos genéticos en las células musculares puede aumentar la producción con respecto a la de la carne convencional. [294]
El bioeticista australiano Julian Savulescu dijo: "La carne artificial pone fin a la crueldad hacia los animales, es mejor para el medio ambiente, podría ser más segura y más eficiente, e incluso más saludable. Tenemos la obligación moral de apoyar este tipo de investigación. Obtiene el visto bueno ético". [297] Los grupos de bienestar animal generalmente están a favor de la carne cultivada, porque el proceso de cultivo no incluye un sistema nervioso y, por lo tanto, no implica dolor ni violación de derechos. [55] [298] [299] Las reacciones de los vegetarianos a la carne cultivada varían. [300] Algunos sienten que la carne cultivada presentada al público en agosto de 2013 no era vegetariana porque se utilizó suero bovino fetal en el medio de crecimiento. [301] Sin embargo, desde entonces, la carne cultivada se ha cultivado con un medio que no involucra suero bovino. [302] El filósofo Carlo Alvaro sostiene que la cuestión de la moralidad de comer carne in vitro se ha discutido solo en términos de conveniencia. Álvaro propone un enfoque orientado a la virtud, sugiriendo que la determinación de producir carne cultivada proviene de motivos no virtuosos, es decir, "falta de templanza y falta de comprensión del papel de los alimentos en el florecimiento humano". [303]
Algunos han propuesto investigaciones independientes sobre las normas, leyes y reglamentos para la carne cultivada. [304] Al igual que con muchos otros alimentos, la carne cultivada necesita métodos de producción técnicamente sofisticados que pueden ser difíciles para algunas comunidades, lo que significa que carecerían de autosuficiencia y dependerían de las corporaciones alimentarias globales. [305] Algunos proyectos se centran en hacer que la agricultura celular sea accesible para todos. El Proyecto Shojinmeat , por ejemplo, tiene un enfoque de abajo hacia arriba, enseñando a los participantes a cultivar carne cultivada en casa. [306]
Estableciendo un paralelo similar con la carne cultivada, algunos activistas ambientales afirman que adoptar una dieta vegetariana puede ser una manera de centrarse en las acciones personales y los gestos justos en lugar de en el cambio sistémico. El ambientalista Dave Riley afirma que "no comer carne ni sentirse culpable parece seductoramente simple mientras la destrucción ambiental se desata a nuestro alrededor", y escribe que Mollison "insiste en que el vegetarianismo expulsa a los animales del paisaje comestible, de modo que se pierde su contribución a la cadena alimentaria". [307]
Consideraciones religiosas
Las autoridades rabínicas judías no están de acuerdo en si la carne cultivada es kosher , es decir, aceptable según la ley y la práctica judías. Un factor es la naturaleza del animal del que proceden las células, si se trata de una especie kosher o no kosher y si, si las células se extrajeron de un animal muerto, se había realizado un sacrificio de acuerdo con la práctica religiosa antes de la extracción de las células. La mayoría de las autoridades están de acuerdo en que si las células originales se tomaron de un animal sacrificado religiosamente, entonces la carne cultivada a partir de él será kosher. [308] Dependiendo de la naturaleza de las células, se puede determinar que es kosher incluso cuando se toma de un animal vivo, y algunos han argumentado que sería kosher incluso si proviene de animales no kosher como los cerdos. [29] En 2023, la cuestión de si la carne de laboratorio es un producto no cárnico o "parve" ha sido objeto de debate. [309]
También deben tenerse en cuenta las prácticas dietéticas islámicas . [310] El Instituto Islámico del Condado de Orange, California, dijo: "No parece haber ninguna objeción a comer este tipo de carne cultivada". [311] Además, Abdul Qahir Qamar, de la Academia Islámica Internacional de Fiqh, dijo que la carne cultivada "no se considerará carne de animales vivos, sino que será carne cultivada". Mientras las células no sean de cerdos, perros y otros animales haram , la carne se consideraría vegetativa y "similar al yogur y a los encurtidos fermentados". [311]
El catolicismo , que excluye el consumo de carne en determinados días del año (Cuaresma, Semana Santa), no se ha pronunciado sobre si la carne cultivada está prohibida (como ocurre con la carne) o no (como ocurre con cualquier otro alimento como las verduras o el pescado). El hinduismo normalmente excluye el consumo de carne de vacuno, como el bistec y las hamburguesas. Chandra Kaushik, presidente de Hindu Mahasabha , dijo sobre la carne de vacuno cultivada que "no aceptaría que se comercializara en un mercado de ninguna forma ni que se utilizara con un propósito comercial". [311]
Económico
La carne cultivada es significativamente más costosa que la carne convencional. En una entrevista de marzo de 2015, Post dijo que el costo marginal de la hamburguesa original de 250.000 € de su equipo era ahora de 8,00 €. Estimó que los avances tecnológicos permitirían que el producto fuera competitivo en costos con la carne de res de origen tradicional en aproximadamente diez años. [312] En 2018, Memphis Meats redujo el costo de producción a $1.700 por libra. [182] En 2019, Eat Just dijo que costaba alrededor de US$50 producir un nugget de pollo. [313] Los nuggets de pollo cultivados de la compañía, ahora disponibles en el restaurante 1880 de Singapur, se venden al por menor alrededor de US$17 como parte de una comida fija; [314] sin embargo, este precio de venta al público está por debajo del costo. A partir de 2021, la mayoría de las empresas informan un costo de producción de $100 o más por porción del tamaño de una comida. [315] Un estudio de 2019 estimó que, con la tecnología actual, el costo real de producción de carne cultivada era de más de 400.000 dólares por kilogramo. Un estudio de 2022 estimó que, si los avances espectaculares hicieran bajar los costos del medio a 3,74 dólares por litro, los costos de producción a gran escala podrían caer, de manera optimista, a 63 dólares por kilogramo en los próximos años. Los principales impulsores del costo serían el medio de crecimiento (que representa 19,7 dólares/kg), la mano de obra (17,7 dólares/kg) y las reparaciones del biorreactor (5,47 dólares/kg). Competir con la carne vacuna al por mayor (6 dólares/kg) requeriría reducir estos tres costos. [316]
Agricultores
Un artículo científico publicado en Front. Sustain. Food Syst. aborda las oportunidades y los desafíos sociales y económicos de la carne cultivada y de origen vegetal para los productores rurales. Según esta investigación, la agricultura celular ofrece "oportunidades como el cultivo de cultivos como ingredientes para la materia prima de la carne cultivada; la cría de animales para obtener material genético para la carne cultivada; la producción de carne cultivada en biorreactores a nivel de granja; la transición hacia nuevos sectores; nuevas oportunidades de mercado para productos de carne animal y alternativa mezclados e híbridos; y un nuevo valor en torno a la agricultura regenerativa o de alto bienestar animal". También se identifican algunos desafíos, con la posible "pérdida de medios de vida o ingresos para los ganaderos y productores de ganado y para los agricultores que cultivan cultivos para la alimentación animal; barreras para la transición hacia sectores emergentes de carne alternativa; y la posibilidad de exclusión de esos sectores". Algunos agricultores ya ven el potencial de la agricultura celular. Por ejemplo, Illtud Dunsford proviene de una larga línea de agricultores de Gales y estableció su empresa de carne cultivada Cellular Agriculture Ltd en 2016. [317]
Desarrollo continuo
Educación
En 2015, la Universidad de Maastricht albergó la primera Conferencia Internacional sobre Carne Cultivada. [318] New Harvest [319] —un instituto de investigación 501(c)(3)— así como The Good Food Institute [320] organizan conferencias anuales para reunir a líderes de la industria, científicos, inversores y posibles colaboradores. Las dos organizaciones también financian la investigación pública y producen contenido educativo. Organizaciones como la Cellular Agriculture Society y organizaciones similares en Canadá, Francia, Australia y Nueva Zelanda se fundaron para defender la carne cultivada en sus respectivos países. [ cita requerida ] Publicaciones como Cell Agri y Protein Report también han proporcionado actualizaciones sobre tecnología y negocios dentro del campo. [321] [322]
Investigación
La investigación continúa en muchos frentes, incluyendo la entomocultura , los mapas interactómicos del tejido cardíaco, [323] el diseño del sustrato, [323] el diseño del andamiaje, [323] el perfil nutricional, [323] la cinética de reacción, los fenómenos de transporte, las limitaciones de la transferencia de masa y los requisitos estequiométricos metabólicos, [323] y el proceso de bioimpresión. [323]
Aceleradoras e incubadoras
Varias empresas de capital de riesgo y programas de aceleración/incubación se centran en ayudar a las empresas emergentes de tecnología cultivada o a las empresas de proteínas de origen vegetal en general. La empresa de capital de riesgo Big Idea Ventures (BIV) lanzó su New Protein Fund para invertir en empresas emergentes de alimentos de origen vegetal y celular en Nueva York y Singapur. Invirtieron en MeliBio , Actual Veggies, Biftek.co, Orbillion Bio, Yoconut, Evo, WildFor y Novel Farms. [324] Indie Bio es un programa de aceleración orientado a la biología que ha invertido en Memphis Meats, Geltor, New Age Meats y Finless Foods. [325]
En febrero de 2014, una empresa de biotecnología llamada BiteLabs lanzó una campaña para generar apoyo popular para el salami artesanal elaborado con carne cultivada a partir de muestras de tejido de celebridades. [329] La campaña se hizo popular en Twitter , donde los usuarios tuitearon a las celebridades pidiéndoles que donaran células musculares al proyecto. [330] Las reacciones de los medios a BiteLabs identificaron a la empresa emergente como una sátira sobre la cultura de las empresas emergentes, [331] la cultura de las celebridades, [332] o como un tema de discusión sobre preocupaciones bioéticas. [333] Si bien BiteLabs afirmó estar inspirada por el éxito de la hamburguesa de Sergey Brin , la empresa es vista como un ejemplo de diseño crítico en lugar de una empresa comercial real. [ cita requerida ]
A finales de 2016, la carne cultivada estuvo involucrada en un caso en el episodio "How The Sausage Is Made" del programa Elementary de CBS . [334] La carne cultivada se perfiló en el documental canadiense de 2020 Meat the Future . [335] En el videojuego de 2020 Cyberpunk 2077 , se venden múltiples productos de carne cultivada, debido al alto costo de la carne natural. Esto incluye "EEZYBEEF", elaborado a partir de células musculares cultivadas in vitro extraídas del ganado , y "Orgiatic", basado en el cultivo de platelmintos , que viene en varios sabores. [ cita requerida ]
Procesos relacionados
Fermentación
La agricultura acelular produce productos animales sintetizados a partir de material no vivo. Entre estos productos se incluyen la leche, la miel, los huevos, el queso y la gelatina, que están hechos de diversas proteínas en lugar de células. [336] Estas proteínas deben fermentarse de forma muy similar a como se hace en la producción de proteínas recombinantes, la elaboración de alcohol y la generación de muchos productos de origen vegetal como el tofu, el tempeh y el chucrut. [337]
La hamburguesa imposible se elaboró con proteínas hemo fermentadas.
Las proteínas son codificadas por genes específicos, los genes que codifican la proteína de interés se sintetizan en un plásmido , un bucle cerrado de información genética de doble hélice. Este plásmido, llamado ADN recombinante , luego se inserta en una muestra bacteriana. Para que esto suceda, las bacterias deben ser competentes (es decir, capaces de aceptar ADN extracelular extraño) y capaces de transferir genes horizontalmente (es decir, integrar los genes extraños en su propio ADN). La transferencia horizontal de genes es significativamente más desafiante en los organismos eucariotas que en los organismos procariotas porque los primeros tienen una membrana celular y una membrana nuclear que el plásmido necesita penetrar, mientras que los organismos procariotas solo tienen una membrana celular. Por esta razón, las bacterias procariotas a menudo son las preferidas. Para hacer que una bacteria de este tipo sea temporalmente competente, se puede exponer a una sal como el cloruro de calcio , que neutraliza las cargas negativas en las cabezas de fosfato de la membrana celular , así como las cargas negativas en el plásmido para evitar que las dos se repelan. Las bacterias pueden incubarse en agua tibia, abriendo poros grandes en la superficie celular a través de los cuales puede ingresar el plásmido. [338]
A continuación, la bacteria se fermenta en azúcar, lo que la estimula a crecer y duplicarse. En el proceso, expresa su ADN, así como el plásmido transferido, lo que da como resultado la proteína. [ cita requerida ] Finalmente, la solución se purifica para separar la proteína residual. Esto se puede hacer introduciendo un anticuerpo generado contra la proteína de interés que matará las células bacterianas que no contienen la proteína. A través de la centrifugación, la solución se puede girar alrededor de un eje con suficiente fuerza para separar los sólidos de los líquidos. Alternativamente, se puede sumergir en una solución iónica tamponada que emplea ósmosis para filtrar el agua de las bacterias y matarlas. [339]
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