Carne sintética: 10 interrogantes en la era de la producción 4.0

Una de las tecnologías emergentes con mayor potencial de disrupción es la producción de carne sintética o carne de laboratorio, que se está realizando en forma experimental en EE.UU, Holanda e Israel.

Un informe elaborado por Diego Gauna, Director del Instituto de Prospectiva y Políticas Públicas de INTA y Mariano Pérez Filgueira, Instituto de Virología, CICVyA de INTA, ofrece una breve respuesta a 10 interrogantes en relación a dicha tecnología, a sabiendas de que es un tema emergente y existen en la actualidad múltiples controversias acerca de su evolución y cuan significativa puede ser su disrupción en el mercado mundial de carnes y en la ganadería tradicional argentina.

1. ¿Qué es?

Se conoce como carne sintética o carne cultivada a aquella carne producida por medio del cultivo de células en un laboratorio, impulsada por los avances realizados en los últimos años en biología celular e ingeniería de tejidos.

Para producir un kilo de carne de laboratorio deben producirse aproximadamente 50.000 millones de células fuera del animal (ex vivo), replicando in vitro la formación de fibras musculares, que luego se cosechan y procesan. Unas 20.000 de estas hebras musculares son las que componen una hamburguesa de tamaño regular. Los desarrollos actuales son experimentales y alcanzan la producción de tejidos musculares compuestos básicamente por un tipo celular.

También se conoce como carne sintética a la producción de un producto de la misma apariencia, sabor y textura que la carne tradicional pero mediante la utilización de plantas. Ya existen productos en restaurantes muy exclusivos con dichas características, pero no es el objetivo del presente documento. La start-up norteamericana Impossible Foods es una líder en la tecnología subyacente.

2. ¿Cómo surgió?

¿Cuáles fueron los avances científicos y tecnológicos esenciales que dieron origen a la producción de carne sintética?

Los principales aportes surgieron a partir del desarrollo de la biología celular en los últimos 60 años, muchos de ellos destinados a investigación en la biología del desarrollo y a la medicina regenerativa. Entre otros resaltan tres: (1) la identificación y aislamiento de células madre (stem cells) (2) el cultivo de células eucariotas fuera del organismo (ex vivo) y posteriormente (3), la ingeniería de tejidos.

En relación al primero, ha sido fundamental el hallazgo que además de las células madre presentes en los tejidos embrionarios (responsables del desarrollo del embrión), también existen células madre en tejidos de individuos adultos.

Estas células madre son las responsables de la regeneración cuando el tejido se sufre algún tipo de trauma (herida, quemadura, etc.) que provoca la pérdida de las células que lo componen. Las stem cells, sin embargo, se hallan en muy escaso número en tejidos de individuos adultos, y a diferencia de las de origen embrionario, tienen una capacidad de replicación limitada.

Más allá de estas limitantes, en cualquier individuo sano es posible identificar precursores de células del musculo esquelético (llamadas “células satélite”) así como también de otros tejidos (hueso, cartílago, grasa, tejido fibroso) con los cuales comparten un mismo origen embrionario (son todos tejidos mesenquimáticos).

Por su parte, el cultivo de células in vitro es una práctica de rutina para numerosas disciplinas actualmente, que ha avanzado desde el cultivo de células primarias (aisladas directamente del animal) hasta el desarrollo de líneas celulares “inmortales” biodiseñadas para cumplir con determinadas características o funciones.

Respecto a la ingeniería de tejidos, es una disciplina aun en desarrollo, que ha evolucionado a partir del entendimiento de la interrelación entre los distintos tipos celulares presentes en los tejidos, así como de los requerimientos espaciales y funcionales de las células, y la comunicación entre ellas, aspectos todos esenciales para el crecimiento, desarrollo y funcionamiento de los tejidos y órganos.

3. ¿Cuáles son los desafíos?

¿Cuáles son los desafíos técnicos que enfrenta la carne sintética para ser producida a gran escala?

El desafío técnico más importante es el escalado. En pequeña escala es más simple reproducir los requerimientos nutricionales y metabólicos que lleven a la multiplicación y diferenciación de las “células satélite” precursoras a células de la fibra muscular, así como la arquitectura espacial requerida para la conformación de estas hebras.

Entre otros ejemplos, puede mencionarse la limitación en la disponibilidad de oxígeno para las células musculares en cultivo. En un tejido natural, este proceso se da a través de los vasos sanguíneos que lo transportan en los eritrocitos, pero que en un cultivo (en placa o “2D” o en suspensión o “3D”) tiene que darse por contacto directo (o cercano) de las células con el medio de cultivo que contiene el oxígeno, lo cual entre otras cosas, limita el espesor del tejido en crecimiento.

Otro requerimiento relacionado con el escalado y el precio final del producto, es la disponibilidad de grandes cantidades de todos los componentes (aminoácidos, vitaminas, hormonas, etc.) necesarios para la producción in vitro de las células y que éstos sean obtenidos, por métodos extractivos, como productos sintéticos o recombinantes, pero sin necesidad de recurrir a componentes de origen animal (por ejemplo, suero fetal bovino, que es muy comúnmente utilizado a nivel laboratorio para otorgar viabilidad a los cultivos celulares in vitro).

También en relación al escalado, se pueden mencionar las dificultades relacionadas a las tecnologías de co-cultivo con otros tipos celulares (por ej. adipocitos) que le brindarían al producto una mayor similitud con la carne natural pero que a gran escala no son fáciles de llevar a cabo.