Científicos de la Unicamp participan en estudio de seguridad e investigan nuevos insumos

BRASIL, 2 de octubre 2023, Unicamp

Comer carne es un hábito que acompaña a la humanidad desde hace milenios. Desde la caza de animales por parte de nuestros ancestros cavernícolas hasta los platos preparados por chefs galardonados, el ritual dietético mantiene inalterado un factor: para que las proteínas de origen animal lleguen a nuestros platos es necesario sacrificar una vida.

En los últimos años , la evolución tecnológica ha dado pasos importantes para asegurar la continuidad de esta antigua costumbre , pero con una diferencia fundamental : eliminar la necesidad de criar y sacrificar animales . En otras palabras , producir carne sintéticamente mediante cultivo de células . _ _ A La innovación todavía está restringida a clientes selectos en tres restaurantes , dos en Estados Unidos y uno en Singapur. Sin embargo , las puertas están abiertas para la exploración de un producto que despierta el interés de empresas -en busca de nuevos nichos de mercado- e investigadores , que prevén no sólo enfrentan la mejora de las etapas de desarrollo de esta alternativa proteica , sino que también enfrentan problemáticas que la hacen una realidad alejada de la dieta diaria de la humanidad .

Recientemente, investigadores de la Facultad de Ingeniería de Alimentos (FEA) de la Unicamp participaron de un estudio inédito que evaluó aspectos relacionados con la seguridad de la carne cultivada en laboratorio. La investigación fue encargada por A y e r s on S . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ S a n t ‘ A n a , docente _ _ _ _y actual director de la FEA, y por The Good Food Institute Brasil (GFI Brasil), una organización sin fines de lucro que apoya estudios sobre proteínas alternativas, contó con un equipo multidisciplinario en el que participaron Maristela Nascimento, profesora de la FEA, y Kamila Habowski, candidata doctoral en Ciencias de los Alimentos por parte de la facultad, además de investigadores de otras instituciones. El trabajo debe resultar en un Análisis de Peligros y Puntos Críticos de Control (APPCC), importante para sentar las bases de la nueva tecnología en el país. El documento será publicado próximamente por GFI Brasil junto con otrosotros materiales dirigidos al público en general.

Futuro cultivado 

La idea de crear proteínas animales de forma sintética, sin necesidad de sacrificio, forma parte de las predicciones científicas para el futuro desde hace mucho tiempo. Todavía en 1931, el entonces parlamentario Winston Churchill, que luego se convertiría en Primer Ministro británico, en un ensayo titulado “Cincuenta años después” , proyectó que sería absurdo que, en el futuro, se pudiera criar un pollo entero de manera que sólo se le dieran partes de él. el pájaro podría comerse; según el político, existiría la posibilidad de producirlo por separado, en el laboratorio. El ejercicio de futurología de Churchill no se hizo realidad hasta 2013,cuando Mark Post , farmacólogo de la Universidad de Maastricht en Países Bajos, presentó la primera hamburguesa elaborada con carne  cultivada . En ese momento, se estimó que la producción de una unidad valdría 330.000 dólares. Desde entonces, la carne cultivada ha entrado en el radar de las empresas del sector centradas en captar este nicho.

Actualmente, dos empresas norteamericanas comercializan, a pequeña escala, productos a base de carne de pollo cultivada, Good Meat y Upside Food. Los productos Upside Food se lanzaron a la venta por primera vez en Singapur, país asiático , en diciembre de 2020. En noviembre de 2022 , fue el turno de Estados Unidos de autorizar el procedimiento y, en marzo de 2023, el país lanzó los productos Good Meat . En Brasil, cinco empresas ya desarrollan tecnologías similares: los gigantes JBS y BRF,que trabajan en colaboración con empresas e investigadores de España e Israel, respectivamente, además de tres empresas más pequeñas, en São Paulo, Río de Janeiro y Minas Gerais.

Como es una novedad incluso para los investigadores en el área, el estudio realizado por la Unicamp y  GFI Brasil tiene como objetivo evaluar los riesgos potenciales de cada etapa del proceso, desde la recolección de células del animal donante hasta el procesamiento final del producto . . . El trabajo también proyecta cómo sería el proceso completo de elaboración de una hamburguesa de carne cultivada. “La idea es que el documento sea una guía sobre cómo producir carne cultivada de manera segura, estableciendo buenas prácticas para su fabricación y que pueda usarse comob a se p o r a g e n c i a s reg u l a t o r i a s ” , e xp l i c a S a n t ‘ A n a .

Por lo general, estudios como este ocurren después del desarrollo final de un producto. Sin embargo, en el caso de la carne cultivada, era necesario invertir el orden habitual de los procesos. “Al ser un producto nuevo , lo estudiaremos en base a nuestros conocimientos previos, comprobando qué aspectos de seguridad se pueden  considerar para poder sentar las bases de las exigencias regulatorias en su implementación”, destaca el profesor. 

El estudio también contribuye a la evolución científica del sector al identificar puntos que aún requieren mayor investigación. “Hoy tenemos una cantidad muy restringida de información sobre este proceso. Esto es algo completamente nuevo”, señala Nascimento. Según el profesor, la mayor parte de los avances tecnológicos relacionados con la carne cultivada se han producido dentro de las empresas, con procesos e innovaciones protegidos por patentes. Por lo tanto, es necesario que más investigadores se involucren en el tema. “No podemos cerrar las puertas del gimnasio. Necesitamos abrirlos”.

Para Amanda Leitolis, especialista en ciencia y tecnología de GFI Brasil, la interdisciplinariedad del grupo y la experiencia acumulada en la producción de carne contribuyeron para la obtención de los resultados actuales. “Al reunir los conocimientos de todos, pudimos formular cómo podría ocurrir el proceso de producción de carne cultivada a escala piloto”, destaca.

Receta complicada

La técnica de producción de carne cultivada es una de las alternativas disponibles en la ciencia para la obtención de proteínas alternativas a las convencionales (derivadas del sacrificio de animales), junto con procesos de fermentación y proteínas vegetales conocidas como análogas, desarrolladas a partir de plantas, con características de color , sabor , textura y apariencia similares a las de los productos de origen animal. “Con carne cultivada es posible ofrecer un producto capaz de imitar la estructura y características sensoriales de la carne convencional”, explica Rosana Goldbeck, profesora de la FEA que trabaja en el desarrollo de nuevosInsumos para el cultivo de células animales.

El proceso es complejo y requiere equipos de alta tecnología y cuidados rigurosos para evitar la contaminación. La “receta” de carne cultivada consta de cuatro pasos principales: recolectar las células animales que se van a cultivar; aislamiento y cultivo en biorreactores, etapa crucial que presenta los mayores desafíos; diferenciación celular y estructuración de tejidos; y la configuración final del producto en la forma en que llegará al consumidor: una hamburguesa, una salchicha, un filete .

A través de la biopsia , las células recolectadas se someten a un cultivo de crecimiento inicial y se preparan para el ambiente del biorreactor . Además de no dañar al animal donante, la extracción de células asegura que puedan almacenarse, antes de su uso, durante períodos de tiempo más prolongados . “Al mantener estas células eliminamos la necesidad de nuevas biopsias”, destaca Bárbara Flaibam, estudiante de doctorado de la FEA que investiga el tema. Luego del cultivo inicial, las células pasan a biorreactores, equipos dentro de los cuales se pueden determinar variables como temperatura, pH, presión y otras. controlados para que exista un ambiente adecuado para las reacciones y transformaciones bioquímicas deseadas  , en este caso, el crecimiento de células animales.

Para que esto ocurra, las células deben ser cultivadas en un medio de cultivo estéril , que favorezca su crecimiento y multiplicación, compuesto por agua, glucosa, sales minerales, vitaminas, aminoácidos e inductores de crecimiento. Por varias razones, este es el mayor obstáculo actual en el proceso. Una de las razones es el costo: gran parte de los insumos para la formulación de medios de cultivo fueron creados por la industria farmacéutica, que trabaja con precios y escalas incompatibles con la producción de alimentos.

Una de las barreras reside en su propia composición, ya que es una formulación que varía según el tipo de célula a cultivar. Otro obstáculo radica en el hecho de que parte de la tecnología de cultivo celular utiliza un ingrediente que, además de costoso, enfrenta cuestiones éticas: el suero fetal bovino, extraído de fetos animales y rico en proteínas, aminoácidos, ácidos grasos y hormonas.

“Según datos de la literatura, en promedio, entre el 55% y el 95% del costo del proceso de carne cultivada se refiere al medio de cultivo y el 95% de este total se refiere al suero fetal bovino”, explica Goldbeck. A pesar de ser un medio de cultivo eficaz , su uso para la producción a gran escala resulta inviable tanto por su coste como por la inconsistencia de utilizar un insumo de origen animal en un producto creado como alternativa al sacrificio.

Por ello, hoy en día, el uso del suero se limita a etapas iniciales de cultivo y las investigaciones buscan desarrollar insumos para el medio de cultivo extraídos de fuentes vegetales . Este es el caso  del trabajo de Flaibam, que aprovechó dos residuos agroindustriales –harina de soja y maní– para extraer albúmina, una de las principales proteínas utilizadas en el cultivo celular. Sin embargo , se necesitan más pasos para descubrir otras fuentes para cada componente del medio de cultivo . “Las proteínas y los aminoácidos son sus principales constituyentes. Esto es lo que más falta en el proceso. Pero aún así, elel medio de cultivo no estaría listo. Se necesitaría reconstituirlo con vitaminas, hormonas de crecimiento y otros componentes ”, describe el investigador.

Aún en los biorreactores, las células deben pasar por una etapa de diferenciación, en la que serán modificadas en tejidos que conformarán la nueva carne. Esto sucede con la ayuda de andamios , estructuras hechas de materiales comestibles y biodegradables, a las que las células pueden adherirse y en las que pueden diferenciarse. Con los tejidos formados, se continúa el proceso para configurar el producto con la forma deseada. Actualmente, los formatos prefabricados, como albóndigas, nuggets, hamburguesas y salchichas, son más sencillos. “Cuanto más noble sea la forma, como un filete oun filete, más complejo es este paso”, señala Goldbeck.

Eficiencia y seguridad

De la misma manera que la producción de carne cultivada involucra diferentes procesos y conocimientos, los desafíos para hacerla una opción viable y segura también son grandes y están dentro de lo que Leitolis define como el binomio costo-escala, es decir, todo el proceso debe tener un coste compatible con la producción de alimentos a gran escala, capaz de atender a un amplio público . Hoy la balanza está lejos de estar equilibrada.

También hay desafíos de salud , punto evaluado por el estudio de seguridad de GFI Brasil, que contó con la participación de la Unicamp. “Identificamos varios componentes de los medios de cultivo que no están aprobados para el consumo humano. Este es un primer paso, el desarrollo de reactivos que sean seguros para el consumo humano, o comprobar que esos componentes utilizados al inicio del proceso no llegan al producto final”, señala Nascimento, mencionando otros insumos agregados al medio de cultivo que requieren atención, ya quehormonas de crecimiento y antibióticos. El profesor recuerda que, incluso con todo el proceso de fabricación finalizado, surgirán otros cuellos de botella. “Aún no conocemos el comportamiento de este producto en el mercado, no conocemos su vida útil”.

El consenso es que este conocimiento exige que avancen las investigaciones en el área. Goldbeck y Flaibam señalan que ya se reconocen las ventajas de algunas etapas del cultivo de carne en comparación con la producción convencional de proteínas animales. Para los investigadores, los biorreactores tienen un mayor poder de control que los organismos animales. “En el cultivo de células puede ser necesaria la aplicación de antibióticos. Pero varios compuestos bioactivos con propiedades antimicrobianas pueden cumplir funciones positivas, evitando el uso de antibióticos”, argumenta Flaibam.

La ciencia brasileña también puede ganar más espacio internacional con el desarrollo en esta área, precisamente por la tradición de Brasil en la producción de carne . Leitolis afirma que países como Israel y Singapur, que están haciendo esfuerzos en el sector, muestran gran interés por la experiencia brasileña enfocada en la producción convencional de proteínas. “Existe la expectativa de que Brasil sea líder en este área”, comenta.

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Fuente: Unicamp