Actualmente, la demanda de carne a nivel mundial es tan grande que en su consecuencia se han producido fuertes daños ecológicos, tales como deforestaciones o el incremento de los niveles de metano. Tampoco podemos pasar por alto el maltrato animal en las industrias cárnicas. Todo esto alimenta la motivación de encontrar una estrategia que permita combatir todos estos daños, pero a su nombre le acompaña cierto rechazo por su origen artificial. Ellas son las carnes cultivadas, también conocidas como carne in vitro.
La producción de carnes en laboratorio no es algo nuevo, y no es difícil encontrar al buscar información sobre de este proceso una famosa frase dicha por Churchill en su libro titulado “Thoughts and adventures” de 1932 donde dice: «Debemos escapar de lo absurdo que es criar un pollo entero para comer la pechuga o el ala, y sustituirlo por el crecimiento de estas partes por separado en un medio adecuado.»
¿Cómo se cultiva carne en un laboratorio?
Se consigue a través de cultivos celulares. Aunque todavía no ha llegado a comercializarse, muchos laboratorios investigan y trabajan en su desarrollo.
En un primer momento su producción se basó en el cultivo de células procedentes de tejido muscular que fueran capaces de proliferar en una matriz (generalmente de colágeno, la cuál hace la función de sustrato sobre la que las células crecen y se organizan según una estructura determinada) y dentro de un medio de cultivo (que les aporta todos los nutrientes que requieren para desarrollarse, crecer y reproducirse). Al principio estas células eran obtenidas a partir de músculo animal. Con los años, se han ido encontrando diferentes tipos de células madres de interés, así como modificando los medios de crecimiento a base de ensayo y error.
Uno de los principales tipos celulares que se empezó a emplear fueron los mioblastos (células precursoras de células musculares) y las células satélites (pequeñas células que rodean al cuerpo, dendritas y axones de las neuronas de los ganglios espinales, craneales y viscerales). Estas fueron seleccionadas porque, aunque pudieran dar problemas en la fase proliferativa, una vez superada entraban en una fase de diferenciación bastante sencilla de controlar, por lo que el cultivo de células satélites fue preferentemente escogido. Las células satélites se diferenciaban a miotubos y miofibrillas, es decir, a un tejido muscular esquelético. En esta fase de diferenciación se fuerza a que las células tengan una producción máxima de proteínas, produciendose una hipertrofia (crecimiento muscular), intentando evitarse en este proceso a toda costa una atrofia muscular, pudiendo provocar el deterioro e incluso la muerte del tejido cultivado.
Existen, por supuesto, más opciones, como por ejemplo la inducción de células porcinas a un estado pluripotente (iPSC, de sus siglas en ingles «Induced Pluripotent Stem Cells). Esto se consigue seleccionando una célula diferenciada muscular, por ejemplo un fibroblasto, y se le introducen cuatro factores de transcripción (Oct4, Sox2, KLF4 y c-Myc), los cuales son los encargados de modificar la expresión genética de la misma dirigiéndola un estado pluripotente, es decir a un estado inicial en que se puede volver a transformar o diferenciar en uno de los tipos celulares que existen en el organismo, en este caso, a una célula muscular. Estas células crecen en una matriz anclada (técnica de Scaffold o andamiaje celular) y luego son perfundidas con un medio de cultivo a un biorreactor adecuado para su proliferación.
Otro dato a tener en cuenta en la producción de estas carnes in vitro es que no es suficiente con el desarrollo de un tejido muscular, también hay que preparar otros componentes de la carne, como su tejido graso. El equipo de laboratorio del farmacéutico holandes Mark Post, el cual se convirtió en 2013 en el primero en el mundo en realizar la prueba de concepto del cultivo de carne in vitro, por ejemplo, se decanta hacia un cultivo de adipocitos (células de grasa) derivados de células madre.
El medio de cultivo es un factor a considerar bastante importante. En un primer momento, se empleaban medios de cultivo de origen animal, pero estos medios se han ido modificando a lo largo del tiempo en busca de formulaciones más específicas para cada tipo celular. Se busca emplear medios que reduzcan la probabilidad de contaminación del cultivo (añadiéndoles antibióticos específicos), y también es normal que durante el cambio de fase de proliferación a la fase de diferenciación de las células se cambie el medio para optimizar el crecimiento y desarrollo del cultivo celular.
A parte de los propios factores de crecimiento que produzcan las células, los cuales estimulan la proliferación de las células mediante la regulación del ciclo celular, provocando el inicio de la mitosis, y que también intervienen en el mantenimiento de la supervivencia celular, estimulando la migración celular (necesaria para la correcta organización de los tejidos), la diferenciación (en la desarrollan las características y capacidades específicas de cada tipo celular) e incluso la apoptosis (o muerte celular programada, la cual se activa cuando la célula se encuentra dañada o envejecida, de modo que su presencia pueda comprometer el correcto funcionamiento de su entorno celular), también es necesario aplicar factores de crecimiento externos, para potenciar estos procesos en determinados momentos. Todo esto hace que el medio de cultivo sea una de las partes más caras de todo el proceso de producción de carnes in vitro .
¿Qué nos mueve a investigar la producción de carnes in vitro?
Sin duda, existen dos fuerzas que nos motivan a ello. La primera de ellas es la productividad, por el increíble aumento de demanda en carne que no puede compensar la ganadería tradicional. La segunda de ellas es el cuidado del medioambiente, ya que la ganadería tradicional lo perjudica, más adelante te mostraremos cómo.
Un poco de historia.
La primera patente para la producción de carnes in vitro se otorgó en 2001 a Wiete Westerhof de la Universidad de Ámsterdam, al doctor Willem van Eelen y al empresario Willem van Kooten. A partir de este año otras instituciones comenzaron a mostrar interés en esta investigación, siendo Jon F. Vein en EEUU el que obtuvo otra patente (Patente USPTO nº 6,835,390) para la producción de carne para consumo humano a través de ingeniería de tejidos.
A lo largo de los años siguientes, fue en Ámsterdam donde se investigó acerca de la composición y especificidad de los medios de cultivo, en la Universidad de Utrecht los procesos y mecanismos en proliferación de células musculares y en la Universidad Técnica de Eindhoven los biorreactores capaces de albergar todo el proceso de producción de carnes in vitro, y que permitirían realizar su escalado, con el fin último de conseguir la producción a nivel industrial.
En Agosto de 2013, la primera hamburguesa de buey producida en laboratorio fue cocinada y probada en directo en un programa en Londres, Inglaterra. La producción de esta pieza de carne se logró en el laboratorio de Mark Post, en la Universidad de Maastricht. A continuación te mostramos el video.
Mark Post, por su parte, asegura que las carnes en laboratorio podrían llegar a sustituir por completo la ganadería tradicional, pero que tienen que pasar todavía de 20 a 30 años hasta que realmente pueda existir una industria como tal para producir carnes in vitro. Sin embargo, hace poco Peter Slade escribió un artículo que fue publicado a principios de este año donde se realizaba una encuesta acerca de preferencia de consumo entre carne de buey, carne de origen vegano o carne producida en laboratorio, en caso de que estuvieran a un precio relativamente similar. Aunque en el mismo artículo el autor habla de que mucha gente joven, bien concienciada e informada, admiten que apostarían por una alternativa a la carne de origen tradicional, los resultados indican que en proporción, mucha menos gente apostaría por una carne in vitro (11%).
– ¿Qué impulso necesita por tanto la elección a favor de las carnes in vitro?
– Concienciar a la sociedad del grave problema que supone sobre los recursos y el medio ambiente la ganadería tradicional.
¿Qué problemas conlleva la ganadería tradicional?
Sin duda es una pregunta que se contesta por sí sola. Para empezar, nos ponemos en situación del incremento exacerbado de demanda carne que se va a producir por el incremento progresivo de la población mundial. Esta demanda se trata de suplir a través de la ganadería tradicional, pero al necesitar más cabezas de ganado, necesitamos a su vez aumentar el terreno dedicado a los pastos. ¿Y cómo se consigue esto? Talando diariamente miles de hectáreas de bosque. De esta forma se obtiene un nuevo espacio de pasto para los animales. Sin embargo, un bosque es mucho más eficiente que un pastizal para la captura de dióxido de carbono, la gestión y renovación de los recursos hídricos, el mantenimiento de la biodiversidad y la producción de biomasa vegetal, por lo que, por cada espacio de pasto que sustituye un área de bosque, disminuimos la eficiencia de estos mecanismos, dañándolos y reduciendo sus capacidades para combatir los efectos del efecto invernadero y el cambio climático.
Esto no es todo. Una vez conseguimos nuestra nueva área de pasto, toca llenarla de más piezas de ganado: en el caso de los rumiantes, estos contribuyen en gran proporción a la emisión de metano, uno de los gases de efecto invernadero más potentes, por lo que al aumentar la fuente de contaminación se incrementa a su vez el efecto atmosférico y climatológico. En definitiva, la ganadería tradicional actual es muy contaminante, precisamente por su abuso sobre los animales y sobre el medioambiente. Por supuesto, tampoco podemos pasar por alto el maltrato animal asociado en muchas ocasiones a la ganadería tradicional.
Pasemos ahora a observar qué efectos produciría el cambio a la producción de carne in vitro, en base a una investigación realizada en 2011 por los investigadores Hanna L. Tuomisto y M. Joost Teixeira de Mattos, de las universidades de Oxford y Amsterdam, respectivamente. La investigación consistió en la evaluación del ciclo de vida (ECV) de este nuevo modelo de producción. Las evaluaciónes del ciclo de vida constituyen unas herramientas de diseño que investigan y evalúan los impactos ambientales de un producto o servicio durante todas las etapas de su existencia: extracción, producción, distribución, uso y fin de vida (reutilización, reciclaje, valorización y eliminación/disposición de los residuos/desechos. Los resultados mostraron que la producción de 1000 kilos de carne cultivada requerían:
- 26–33 GJ de energía,
- 367–521 m3 de agua,
- 190–230 m2 de terreno,
- y emitían 1900–2240 kg CO2.
Al comparar estos datos con el modelo de producción de carne convencional presente en Europa, las carnes cultivadas representaban un descenso del 7-45% en la necesidad de energía, un 78-96% menos en la producción de emisiones de efecto invernadero, un 99% de descenso en la extensión de terreno necesaria para su desarrollo, y un 82-96% menos en el uso de recursos hídricos.
No obstante, a pesar de todos los beneficios que podamos asociar al cambio de modelo de producción de las carnes in vitro, es necesario dar un paso atrás y aplicar una dosis de realidad respecto a los retos a los que se enfrenta, que si bien pueden superarse, no dejan de ser obstáculos actuales para que sea competitivo.
Para empezar, la producción de carne in vitro es cara. El investigador Mark Post afirma que se podría obtener un kilo de carne in vitro por unos 57 euros y que en poco tiempo su precio podrá estar a la altura de la carne de vacuno tradicional. Sin embargo, este punto de vista puede resultar demasiado optimista, ya que hoy en día tampoco existe una industria que se dedique a la producción de carne in vitro. Además, en 2013, la hamburguesa in vitro que realizó Mark Post costó 300.000 euros los 140 gramos. Barato, barato, no era.
Otro de los lastres que arrastra su introducción es la conciencia social, si de verdad la gente se atrevería a consumir este tipo de carne. A sabiendas de su origen, muchas de sus características probablemente se encuentren bajo un punto de mira más estricto. Hablamos de su sabor, de su textura, de su apariencia. Además, probablemente entrarían en juego muchos recelos éticos o incluso rechazo ante la idea de consumir un producto alimenticio producido en un laboratorio y no en un medio natural, pues constituye hasta cierto punto un cambio de paradigma en nuestros hábitos de producción y consumo.
Otra de las preguntas que todavía no podemos responder es qué tipo de impacto ecológico y sobre el mercado podría producir la industria de carnes in vitro. Podemos predecir qué ocurrirá: descenderá el uso y la contaminación de los suelos y la atmósfera por el abandono de la ganadería tradicional, permitirá destinar nuevas extensiones de terreno a la reforestación, lo que repercutirá en una renovación y gestión de los recursos hídricos y forestales de los mismos.
En definitiva, las carnes in vitro surgen no sólo para suplir la demanda de carne actual, sino para actuar contra el incremento de contaminación que supone el crecimiento de la ganadería tradicionale. En este tipo de carne también se puede controlar con más precisión la composición del producto, de forma que se puedan proporcionar alimentos más sanos. Sin embargo, nadie puede asegurar con certeza qué futura acogida le auguran a estas carnes, por lo que aún nos queda atravesar todo un proceso de educación y concienciación social para que sean correctamente introducidas, siempre y cuando llegue a alcanzarse su productividad y competencia a nivel industrial. Por lo que, todavía falta tiempo hasta que sean una realidad comercial, lo que nos permite ganar tiempo para comenzar a concienciar a la gente de las ventajas de las carnes in vitro.
Y tú, ¿consumirías una hamburguesa hecha en un laboratorio? ¿Crees que aún, pese a su iniciativa saludable, sustituirá a la ganadería tradicional? Desde Inspira Biotech te damos la información, es tarea tuya armar tu propio criterio y buscar la mejor solución a los problemas que nos acechan.
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Referencias
Post, M. (2012). Cultured meat from stem cells: Challenges and prospects. Meat Science, 92(3), pp.297-301.
Slade, P. (2018). If you build it, will they eat it? Consumer preferences for plant-based and cultured meat burgers. Appetite, 125, pp.428-437.