Todo lo que hay en la naturaleza , ó depende de nosotros , ó no depende. Lo que depende de nosotros… son nuestras acciones. Lo que no depende (es), todo aquello que no es obra nuestra.
Epicteto, Manual de Epicteto (Tomo Tercero)
Algún día tendremos en nuestro país a un Secretario de Agricultura Celular, así que por sí esta persona ya nació o aún no lo hace, dejaré aquí una guía muy básica para adentrarse en este tema, de acuerdo a lo que se conoce hasta esta fecha. Pero antes de saber a que se refiere esto de la agricultura celular, sería conveniente revisar, de manera muy sencilla, las definiciones para agricultura y ganadería:
- La agricultura es una actividad del hombre; para producir alimentos (cereales, frutas, hortalizas) y fibras (algodón, lino) por medio de la utilización, control y manejo del suelo para el cultivo de plantas.
- La ganadería es una actividad del hombre que consiste en la crianza de animales para su aprovechamiento en el consumo humano como carne, leche, huevo, pieles, miel, etc.
Mediante ambas actividades obtenemos los alimentos de origen vegetal (agricultura) y de origen animal (ganadería). Así que partiendo de este punto podemos intuir un primer acercamiento para definir la Agricultura Celular, es decir sería otra actividad del hombre para producir alimentos y otros productos, pero utilizando, controlando, manejando o criando células…
Es importante señalar que la Agricultura Celular ha dejado de ser algo de ciencia ficción y ya existe en nuestra realidad. Se practica dentro de laboratorios de universidades, en varios proyectos de empresa (startups) y en empresas establecidas con productos en venta. De acuerdo con las definiciones que cada una de estas entidades hace, el concepto más claro que me he podido formar sobre la agricultura celular y que espero se entienda fácilmente, sería el siguiente:
«La agricultura celular es una actividad del hombre para producir alimentos de origen animal, vegetal y otros productos a partir del cultivo de células en un biorreactor. Es decir, ya no será necesario obtener el alimento mediante la cría y sacrificio de animales o cosecharlo de las plantas. En esta actividad, las plantas, los animales y los microrganismos serán nuestros proveedores de células o de información genética para que a partir de ahí generemos nuestros alimentos«.
La investigación principal en este campo se ha centrado principalmente en el cultivo de la carne (res, cerdo, aves y pescado), así como en productos derivados de origen animal (leche, cuero y clara de huevo). Por lo que en lugar de criar y alimentar a una vaca desde su nacimiento para obtener carne, leche y cuero, ahora, la agricultura celular nos presenta una nueva manera de obtener los mismos productos de origen animal, pero sin el uso de la ganadería.
La Agricultura Celular se divide en dos categorías:
- Agricultura Celular
Con esta actividad obtendremos alimentos u otros productos mediante el uso de células (vivas o no) de animales, vegetales o microorganismos.
- Agricultura Acelular:
Con esta actividad obtendremos alimentos u otros productos sin requerir de las células de animales, vegetales o microorganismos, sino más bien de su información genética.
Obtención de Productos Celulares (Agricultura Celular)
Para elaborar este tipo de productos necesitamos células que tomaremos de animales, vegetales o microorganismos. La Agricultura Celular está basada en la ingeniería de tejidos, lo que implica tomar células de seres vivos (o recientemente fallecidos) o como se dice comúnmente «una biopsia», luego estas células se cultivarán dentro de un medio de cultivo que contiene todos los nutrimentos, para que estas consigan crecer y luego podamos controlar la multiplicación y diferenciación para dirigir su formación hacia el tipo de célula que deseamos, por ejemplo, sí vamos a cultivar carne podemos dirigir a que esas células formen músculo magro, tejido conectivo o grasa. En esta actividad la célula crecerá y se desarrollará, en un periodo de 4 a 6 semanas, después se cosechará y se convertirá en nuestro alimento.
La ingeniería de tejidos es una actividad científica con aplicaciones clínicas en donde se cultiva tejido, por ejemplo, para desarrollar piel para víctimas de quemaduras u órganos para pacientes que requieren de un trasplante. El enfoque en este caso es que el tejido tenga una función biológica; es decir, el órgano diseñado debe poder trasplantarse y funcionar en una persona viva sin ser rechazado.
En la agricultura celular es muy similar, solo que en este caso vamos a cultivar células para formar tejido muscular con el cual desarrollaremos carne o cuero (piel). En este caso, el enfoque es diferente porque no necesitamos que estos tejidos funcionen en un ser vivo, más bien aquí lo que se considera de interés es el valor nutricional, el sabor y la palatabilidad, sí el tejido que vamos a desarrollar es carne; o las características de resistencia, textura o suavidad, sí el tejido a desarrollar es cuero. Un punto muy importante es que esta tecnología debe ser económicamente viable para que pueda convertirse en una alternativa a la producción actual de alimentos, sobre todo sustituir a los de origen animal.
Tal como se comentó anteriormente, uno de los productos actuales de mayor relevancia en la agricultura celular, es la obtención de carne. El término más aceptado, hasta ahora, para este producto es “carne cultivada”, también se le conoce como “carne limpia”, “carne a base de células”, “carne de laboratorio” y “carne in vitro”. La primera prueba de sabor de la carne cultivada fue en 2013 cuando el Dr. Mark Post y su equipo (www.mosameat.com) crearon las primeras hamburguesas de carne cultivadas en laboratorio de aproximadamente $ 300,000 dólares cada una. Desde entonces, el costo de producción de una hamburguesa de carne cultivada se ha reducido significativamente. En 2016, Memphis Meats (www.memphismeats.com) se convirtió en la primer empresa en hacer una albóndiga a base de células. En marzo de 2017, Memphis Meats fue la primer empresa en producir carne de aves de corral a base de células (pollo y pato). Más tarde, en 2017, Finless Foods (www.finlessfoods.com) fue la primera en producir carne de pescado de cultivo. En septiembre de 2018, New Age Meats (www.newagemeats.com) presentó al mundo la primer salchicha de cerdo a base de células. Y en diciembre de 2018, la startup israelí Aleph Farms (www.aleph-farms.com) sorprendió a muchos al producir el primer bistec de res, del mundo, cultivado de células. Para el año 2019, se contaban ya con 27 empresas (startups) trabajando en el cultivo de carne de res, cerdo, pollo y pescado. Estas empresas se distribuyen en países como Estados Unidos, Israel, Países Bajos, España, Japón, Canadá, China, Francia, India, Singapur, Turquía y el Reino Unido.
Obtención de Productos Acelulares (Agricultura Acelular)
Para elaborar este tipo de productos, a diferencia de los anteriores, no es necesario que tomemos las células de los seres vivos. La Agricultura Acelular o Biofabricación está basada en la fermentación, es decir, aquí sólo necesitamos de un microorganismo (levadura o bacteria) e información genética de la célula o células que forman el alimento o producto que deseamos elaborar. En esta actividad, se realizará un cultivo de microrganismos (levaduras o bacterias), el cual vamos a nutrir para que produzcan las células que deseamos para formar nuestro alimento. Por ejemplo, imaginemos que queremos hacer un queso lácteo, pero sin involucrar a las vacas, ni su leche. Así que lo primero que hacemos es investigar cuales son los componentes que forman el queso. Estos componentes son proteínas, grasas, azúcares, minerales y agua. Así que vamos paso a paso, lo primero que queremos obtener mediante la agricultura acelular es la proteína principal del queso, es decir la caseína. Entonces tenemos que buscar como se hace la caseína, algo así como «la receta de preparación», que en este caso es la información genética. En la actualidad, se ha secuenciado el genoma de miles de seres vivos, entre ellos el de la vaca. El genoma es toda la información genética de un ser vivo y cada parte de esta información se guarda en genes. En el caso de la vaca, al conocer todo su genoma, se conoce por tanto el gen de la caseína. Es decir, sí la caseína fuera un platillo, en el gen estaría la receta de preparación. Así que ya tenemos esta receta, ahora lo que necesitamos es quien la haga y por ende requerimos de un Chef. Y es precisamente aquí, donde entran los microorganismos, así que el siguiente paso es tomar una levadura, que será nuestro chef, y la especializamos en hacer caseína. Esta levadura es un ser vivo y cuenta con su propio genoma y un gen con el cual elabora su propia proteína. Para explicarlo de una forma muy sencilla, lo que se hace ahora es cambiar el gen de proteína de la levadura por el gen de la caseína, es decir le vamos a cambiar la receta. En términos científicos, esto implica que la levadura se modificará genéticamente para que ya no fabrique su propia proteína, sino que elabore la proteína caseína que nosotros necesitamos para nuestro queso. Una vez que la levadura tiene la nueva receta de caseína, esta comienza a reproducirse creando miles de copias de la misma levadura con la nueva información genética. Finalmente, cuando se ha obtenido una gran cantidad o masa de levadura entonces se extrae la proteína (caseína). La caseína obtenida de esta manera es idéntica a la caseína obtenida de la leche de vaca… Un punto importante que debo aclarar es que la caseína obtenida no es genéticamente modificada, sólo la levadura lo es. Este mismo procedimiento puede repetirse para obtener la grasa de leche. Así tendríamos levaduras que fabrican caseína, levaduras que fabrican grasa de leche, levaduras para lactosa, etc… Con todas estas materias primas, que se han obtenido sin involucrar animales o productos de origen animal, podríamos elaborar nuestro queso lácteo utilizando la tecnología de quesos análogos y como beneficio adicional tendríamos que este queso podría ser consumido por veganos o por aquellas personas que gustan del queso pero quieren reducir su consumo ya sea por motivos de salud o para contribuir al bienestar animal.
El proceso de utilizar microorganismos (como levaduras) para cultivar productos de interés no es nuevo, data de 1978, mediante este proceso se fabrica la insulina, para tratar la diabetes; el cuajo microbiano, usado para elaborar queso, así como la vainillina, para usarse como saborizante de alimentos. En la actualidad, con esta tecnología se están elaborando sabores y fragancias para el área de alimentos (www.ginkgobioworks.com), proteínas lácteas de caseína y de suero (www.perfectdayfoods.com), colágeno (www.geltor.com), clara de huevo (www.clarafoods.com) y todo esto se hace sin criar, cuidar, ni sacrificar animales.
Importancia de la Agricultura Celular
Uno de los aspectos más importantes de esta tecnología es el hecho de ser una alternativa con posibilidades reales, para que en un futuro una gran parte de nuestros alimentos proceda de cultivar nuestros alimentos o sus componentes a partir de células e información genética. Estos productos tendrán la misma calidad nutrimental, sensorial y funcionalidad de su contraparte de origen animal, que es el principal enfoque bajo el cual se está desarrollando esta tecnología pero que se puede aplicarse también a los alimentos de origen vegetal. Es posible que en algunos años regresemos a que algunas familias produzcan nuevamente sus alimentos en casa, pero sin requerir de la crianza de animales o de grandes superficies de tierra para sembrar, ahora nos convertiríamos en agricultores celulares y cada casa en una granja con un pequeño equipo automatizado con un tanque de reacción o de fermentación y quizá una impresora 3D para “diseñar” nuestro corte de carne sin colesterol y con omega 3 … Pero mientras esto aún no ocurre, los puntos más relevantes que consideran las personas y empresas involucradas en la agricultura celular tienen que ver con los siguientes aspectos:
- Razones Ambientales: se le menciona como una forma más sostenible de producir alimentos «de origen animal» porque tiene el potencial de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y de utilizar aproximadamente menos de una décima parte de la tierra y el agua, así como menos recursos energéticos en comparación con la ganadería tradicional
- Bienestar Animal: al existir un nuevo método para satisfacer la demanda mundial de carne, es probable que se reduzca el número de animales utilizados en la producción de alimentos, lo que puede beneficiar para que no empeoren las condiciones actuales de confinamiento y sacrificio del ganado
- Salud: los alimentos, como la carne, se producirían en condiciones seguras, estériles y controladas. No se requeriría de antibióticos para su cultivo, como sí se hace en la ganadería. Se eliminarían contaminaciones bacterianas que causan enfermedades transmitidas por lo alimentos y considerando la nueva pandemia de Covid-19 ayudaría además a reducir la conexión entre las enfermedades zoonóticas. Otro aspecto interesante es la capacidad de diseñar el alimento para mejorar su contenido nutrimental.
Futuro de la Agricultura Celular
El camino de la agricultura celular aún es largo, pues quedan muchos obstáculos, tanto técnicos, de regulación y percepción pública que deben superarse para ver estos productos en los anaqueles de los supermercados. Se estima que en los años siguientes podríamos ver a algunas de estas empresas de agricultura celular experimentando con sus primeros lanzamientos comerciales, a manera de ir escalando la producción y reducir sus costos para que esta tecnología se convierta en el futuro en una opción viable para obtener alimentos de origen celular idénticos a los de origen animal.
Por la parte técnica hay cuatro áreas clave en las que se está trabando para escalar la producción y estas son: líneas celulares, medios de cultivo, biorreactores y andamiaje (estructuras o moldes donde las células se adherirán y crecerán para dar forma al alimento). Por la parte regulatoria, ya en USA ha habido un acuerdo entre FDA y USDA para regular en conjunto la carne de origen celular. La FDA sería responsable de garantizar que las carnes a base de células se sometan a pruebas de seguridad previas a la comercialización, mientras que el USDA estaría a cargo de monitorear las instalaciones cárnicas. La Comisión Europea tiene ya una nueva norma para aprobar y regular nuevos alimentos, incluida la carne a base de células. Singapur anunció también el desarrollo de un nuevo marco regulatorio integral que incluirá a los alimentos de origen celular. En Latinoamérica, el primer proyecto para cultivar carne a base de células inició en Argentina, con la startup «Granja Celular» y también en este país está «B.I.F.E» de Laboratorios Craveri (http://bife.net.ar). Por la parte regulatoria no cuento con información, pero espero que en nuestros países ya estén considerando este tipo de alimentos en un futuro. Aun quedan infinidad de temas a tratar, por ejemplo, en cuanto al proceso, etiquetado y el nombre que recibirán estos productos (¿Podrán llamarse carne, leche, grasa animal, etc.?)
Tal vez uno de los aspectos más difíciles a tratar, será la percepción y la aceptación que el consumidor tenga sobre el origen de estos alimentos, por lo que será importante contar con una buena campaña de información y educación para evitar la noción negativa de ser considerados alimentos sintéticos, de laboratorio o genéticamente modificados. Actualmente los principales actores y empresas de este campo están promoviendo de la forma más transparente posible cual es la ciencia detrás de esto, el proceso de fabricación, así como las implicaciones ambientales positivas de la agricultura celular.
Epílogo
Aquí te comparto alguno de los productos de la agricultura celular que pronto saldrán al mercado.
Bolt Threads: es una startup que inició fabricando seda de araña, sin arácnidos, ahora ha anunciado su línea de productos Mylo, que es cuero, hecho de hongos y con una asociación con la empresa Chester Wallace en Portland Oregon comenzarán a vender bolsas. En marzo de 2019, ingresaron al mercado de cosméticos y lanzaron Eighteen B, una marca de cuidado de la piel con proteína de seda.
Geltor: una startup que usa la agricultura celular para crear gelatina libre de animales utilizando microorganismos para producir la proteína colágeno. El colágeno es el componente principal de la gelatina y se utiliza en una variedad de productos, como por ejemplo en cosméticos. En marzo de 2019, Geltor lanzó HumaColl21, el primer colágeno humano creado para formulaciones cosméticas En octubre de 2019, Geltor anunció una asociación con la empresa líder mundial de colágeno GELITA para producir las primeras proteínas comestibles de colágeno libres de animales. Ambas compañías planean desarrollar suplementos dietéticos de colágeno y lanzar a finales de 2020.
Perfect Day: startup que utiliza la agricultura acelular para producir proteínas lácteas sin animales. En julio de 2019, Perfect Day hizo historia con el lanzamiento del primer helado lácteo sin animales. Con el lanzamiento limitado de su helado, Perfect Day se convirtió en la primera compañía en lanzar un producto alimenticio al mercado. Entre sus planes está el convertirse en un proveedor de ingredientes para la industria de alimentos y llevar sus productos lácteos, a base de microrganismos, al mercado.
Clara Foods: startup que utiliza agricultura acelular para producir proteínas de clara de huevo sin gallinas. En abril de 2019, Clara Foods anunció una asociación con Ingredion para distribuir su producto como un ingrediente para la industria de alimentos. Aún no hay una fecha establecida pero Clara Foods quiere lanzar al mercado este año.
Para el 2021 se habla de que pudiera haber alguna empresa anunciando la venta de carne de origen celular y otra de mariscos, posiblemente a un grupo selecto de restaurantes para iniciar.
No me queda más que decir que la tecnología en alimentos avanza de forma genial y eso me fascina, es como estar en una historia de ciencia ficción donde el fondo musical para este artículo sería algo así como:
Sueña (con) un sueño hecho realidad
Dream On, Aerosmith
Sigue soñando, sigue soñando, sigue soñando
Y sueña hasta que tu sueño se haga realidad
* Este tema está basado en el curso por email de «Introduction to Cellular Agriculture» de CellAgri
En el Ingredien-Verso 