Cómo llevar a la mesa carne —y leche— cultivadas en el laboratorio

La carne vacuna, pollo y productos lácteos elaborados a partir de células cultivadas en laboratorio podrían tener una huella ambiental menor que los producidos en granjas convencionales. Varias empresas trabajan en aumentar la escala de producción y bajar los precios de estos artículos.

Por Bob Holmes / Traducido al español por Daniela Hirschfeld

Los comensales del lujoso restaurante Atelier Crenn de San Francisco esperan que les sirvan algo inusual. Al fin y al cabo, tiene tres estrellas Michelin y es considerado uno de los mejores restaurantes del mundo.

Pero si todo va según el plan, pronto habrá un nuevo plato en el menú que realmente será extraordinario: un pollo que nunca formó parte de un ave.

Ese peculiar trozo de carne —probablemente el primero en su tipo en venderse en EE.UU.— proviene de una clase radical de tecnología alimentaria que ahora está en desarrollo, en la que la carne se produce cultivando células musculares en grandes tanques de nutrientes. Un esfuerzo similar —cultivando células mamarias— también se está llevando a cabo, y pronto podría producir leche real sin vacas.

La empresa detrás del pollo de Crenn, es Upside Foods, con sede en California, y recibió en noviembre de 2022 el visto bueno de la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE.UU. (FDA, por sus siglas en inglés), que declaró no tener dudas sobre la seguridad de la tecnología. (Las instalaciones para la fabricación en las empresas siguen necesitando un certificado de inspección del Departamento de Agricultura de EE.UU.).

Esta agricultura celular, como la llaman algunos de sus proponentes, enfrenta formidables obstáculos técnicos antes de poder ser siquiera más que una curiosidad. Pero si llega a popularizarse ofrecerá la posibilidad de obtener carne y productos lácteos libres de crueldad animal —con un impacto ambiental potencialmente menor que el de los productos animales convencionales—.

Conceptualmente, la agricultura celular es sencilla. Técnicos toman una pequeña muestra de tejido de un pollo, una vaca u otro animal. A partir de ella aíslan células individuales que se introducen en un biorreactor —básicamente un gran tanque con una solución nutritiva— donde las células se multiplican y, eventualmente, maduran hasta convertirse en músculo, grasa o tejido conjuntivo que puede cosecharse para que la gente lo coma.

Los productos en los que estas células se mezclan, como la carne molida, son los más fáciles de hacer, y eso es lo que están desarrollando la mayoría de las empresas de carne celular, al menos inicialmente. Pero Upside tiene un objetivo más ambicioso: crear pollo con fibras musculares enteras. “Hemos encontrado la forma de producir esa experiencia de textura”, afirma Eric Schulze, vicepresidente de producto y regulación de Upside, quien no quiso explicar exactamente cómo lo hacen.

El proceso toma entre dos y tres semanas, de principio a fin, independientemente de si están fabricando pollo o carne de vaca. Es mucho más rápido que las ocho o diez semanas que se necesitan para criar un pollo para rostizar, o los 18 a 36 meses que requiere una vaca. “Hacemos la carne de una vaca en 21 días o menos”, dice Schulze.

Ya existe un producto de carne celular comercialmente disponible, aunque no en Estados Unidos. En Singapur, algunos restaurantes y vendedores callejeros ahora ofrecen nuggets de pollo que contienen una mezcla de carne celular e ingredientes vegetales. El producto se vende aproximadamente al mismo precio que el pollo orgánico de granja, pero el costo real de producción es más elevado. “Lo vendemos con pérdidas”, afirma Vítor Espírito Santo, director de agricultura celular de Good Meat, la empresa estadounidense que produce los nuggets.

Pero el costo debería bajar cuando la empresa se expanda y produzca a mayor escala, afirma Santo. “Todo lo que hacemos ahora es más caro porque utilizamos un biorreactor de 1.200 litros. Cuando produzcamos en uno de 250.000 litros será competitivo con la carne convencional”. La empresa trabaja ahora para obtener la aprobación en Estados Unidos.

La carne no es el único producto animal que puede provenir de cultivos celulares. Varias empresas están trabajando en producir leche a través de cultivación de células mamarias y la recolección de la leche que segregan. Por ejemplo, Opalia, empresa con sede en Montreal, cultiva células mamarias en la superficie de una estructura tridimensional, ramificada, que se asemeja a los lóbulos de una ubre real, explica su directora general, Jennifer Côté. Las células segregan leche en los lóbulos de la estructura, donde puede recogerse y extraerse. Otras empresas, como BioMilq, con sede en Carolina del Norte, usan una tecnología similar con células mamarias humanas para producir leche materna. Ninguna está aún en el mercado.

En cierto modo, el proceso de producción de leche es más sencillo que el de producción de carne, porque no es necesario extraer y sustituir las células. “Las células que utilizamos pueden mantenerse vivas durante varios meses”, explica Côté. Eso significa que la empresa puede concentrarse en desarrollar células que segreguen mucha leche, en lugar de células que se dividan rápidamente. Además, agrega, como las células en sí no forman parte del producto, Opalia puede modificar genéticamente sus células sin que la leche en sí sea considerada un organismo modificado genéticamente.

Sus partidarios esperan que la carne y la leche celulares ofrezcan varias ventajas importantes en comparación con las versiones convencionales. Al excluir a los animales del proceso, los productos cultivados eliminan la mayoría de los problemas de bienestar animal que afectan a las granjas industriales modernas. La carne y la leche que provienen de instalaciones de cultivo limpias, en lugar de corrales cargados de estiércol, también deberían ser menos propensas a transmitir enfermedades alimentarias, afirma Elliot Swartz, jefe científico de tecnología de carne cultivada del Good Food Institute, una organización sin fines de lucro con sede en Washington D.C. que apoya las alternativas a la carne.

Los entusiastas también afirman que los productos a base de células deberían ser más sostenibles que los productos animales convencionales, porque los ganaderos ya no necesitarán alimentar, dar de tomar agua y albergar a los animales solo para cosechar sus músculos. Es difícil saber si esta ventaja se hará realidad, ya que la tecnología aún está en desarrollo. Solo unos pocos estudios han intentado estimar el impacto ambiental de la carne de origen celular y todos han hecho enormes suposiciones sobre cómo serán las futuras tecnologías.

Sin embargo, una cosa parece clara. La carne de origen celular depende en gran medida de la electricidad para tareas como calentar o enfriar los tanques de cultivo y bombear las células de un lugar a otro. Si esa electricidad procede de fuentes renovables, la huella de carbono global de la carne celular será mucho menor que si procede de combustibles fósiles, afirma Swartz.

No obstante, suponiendo que la red eléctrica sea relativamente ecológica, un minucioso estudio de la consultora holandesa CE Delft sobre el potencial de la carne celular sugiere que su huella ambiental sería aproximadamente la misma que la de la carne de cerdo o de ave convencional —consideradas entre las carnes convencionales más ecológicas, según la mayoría de los cálculos— y mucho menor que la de la carne de vacuna.

Hasta ahora, sin embargo, las empresas y los investigadores académicos solo han dado pequeños pasos hacia la agricultura celular. Para que la industria crezca lo suficiente como para cambiar la cara de la agricultura mundial, tendrá que superar varios obstáculos importantes, dice David Block, ingeniero químico de la Universidad de California en Davis, que trabaja con la tecnología de la carne cultivada.

Uno de los mayores desafíos, según coincide la mayoría de los expertos, es encontrar una manera barata de suministrar nutrientes y factores de crecimiento que necesitan las células para desarrollarse. Los medios de cultivo existentes son demasiado costosos y a menudo dependen de la sangre de ternera para obtener moléculas como el factor de crecimiento de fibroblastos y el factor de crecimiento tipo 1, similar a la insulina, esenciales para el desarrollo y mantenimiento celular. Los investigadores confían en que fuentes relativamente poco procesadas, como el extracto vegetal o de levadura, puedan proporcionarles la mayor parte de los nutrientes y vitaminas que necesitan, y eventualmente encontrar una forma más barata de producir los factores de crecimiento.

Dando un paso en esa dirección, investigadores holandeses han desarrollado un medio de crecimiento que no utiliza suero —solo químicos existentes— al que añaden más de una docena de factores de crecimiento y otros nutrientes. Su nuevo medio permite que las células musculares de vaca crezcan casi tan bien como en suero de ternera, según reportaron recientemente.

Pasar de cultivos a escala de investigación a grandes operaciones comerciales —un paso esencial para mantener los costos bajos— también puede traer problemas. Cuanto mayor sea el biorreactor, más difícil será garantizar la eliminación de productos de desecho como el amoníaco, afirma Ricardo San Martín, ingeniero químico que dirige el Laboratorio de Carnes Alternativas de la Universidad de California en Berkeley. Incluso la mera agitación de biorreactores de gran tamaño puede someter a las células a fuerzas cortantes perjudiciales, señala.

El problema del suministro de nutrientes se complica aún más en el caso de carnes de músculo entero, como los filetes o las pechugas de pollo enteras. En el animal, estos gruesos trozos de músculo tienen redes de vasos sanguíneos que serpentean a través de ellos, de modo que cada célula muscular está cerca del suministro de sangre. Muchos investigadores creen que reproducir esa estructura tridimensional en un cultivo plantea serios desafíos que aún deben superarse. “No creo que estemos cerca de cultivar un filete, y no lo veo en los próximos 10 o 15 años”, dice San Martín.

Aun así, sus defensores son optimistas en que esos problemas se resolverán pronto. “Tecnológicamente, no estamos preocupados”, dice Schulze. “Con tiempo suficiente e ingenio científico, alguien, en algún lugar, encontrará la forma de hacer que esto funcione. El costo es el principal problema para todos”.

Pero el costo sigue siendo un gran escollo. La primera hamburguesa cultivada en laboratorio, producida por un equipo holandés en 2013, costó unos 250.000 euros (unos 330.000 dólares). Y aunque los costos han bajado desde entonces, siguen siendo muy superiores a los de la carne convencional. En un estudio que aún no ha sido revisado por pares, Block y sus colegas calcularon que elaborar un producto de carne molida en un biorreactor de 42.000 litros —casi el doble que el más grande que se utiliza en la actualidad para células de mamíferos— costaría unos 13,80 dólares por libra. Para reducir el costo a menos de seis dólares por libra, solo un poco más caro que la carne molida convencional, se necesitaría un biorreactor mucho mayor, de 260.000 litros.

Pero puede que la carne cultivada no tenga que igualar el precio de la carne molida de vaca o de pollo para ser comercialmente viable. Es probable que algunos consumidores paguen precios más altos para evitar los costos éticos y ambientales de la carne convencional, igual que hacen con los sustitutos de la carne de origen vegetal como Impossible y Beyond Meat. Algunos productos convencionales como el caviar, el foie gras o el atún rojo son tan caros que las versiones cultivadas podrían competir en términos de costos muy pronto, dice Swartz. Esto daría a los fabricantes una forma de obtener algunos beneficios, incluso mientras trabajan para reducir aún más los costos.

Otro paso intermedio podría ser utilizar carnes cultivadas para realzar el sabor de los productos a base de vegetales, como hace ahora Good Meat con las hamburguesas de carne parcialmente cultivada y parcialmente vegetal que venden en Singapur. Los fabricantes también podrían añadir células de grasa animal cultivada para dar más sabor a carne a un producto vegetal. “Solo se necesita un 5 % de grasa animal para conseguirlo”, afirma Swartz. En su opinión, es probable que estos productos híbridos sean el rol dominante de la carne celular en la próxima década.

Los mismos primeros pasos podrían ayudar a las empresas de leche cultivada a generar ingresos antes de que puedan igualar el precio de la leche de vaca. Según Swartz, la leche materna ofrece suficientes ventajas sobre las fórmulas para bebés como para que muchos consumidores paguen precios elevados por la leche humana cultivada por BioMilq y otras empresas. “Hay una variedad de proteínas, ácidos grasos y azúcares que no existen si no es leche materna”, afirma Nurit Argov-Argaman, fisióloga de la lactancia de la Universidad Hebrea de Jerusalén. Argov-Argaman es también jefe científica de Wilk, una empresa israelí que cultiva células mamarias humanas para extraer componentes de alto valor, como ácidos grasos y lactoferrina, una proteína esencial para la absorción del hierro, con el fin de enriquecer las fórmulas para infantes.

Algunos de estos productos cárnicos y lácteos de cultivo celular deberían llegar a las góndolas de los supermercados en los próximos años, opinan los expertos. Pero, aunque esos primeros pasos sean prometedores, nadie sabe realmente si la carne y la leche celular terminarán acaparando una parte significativa del mercado mundial de alimentos de origen animal.

“Nadie niega que los retos son realmente inmensos”, afirma Schulze. “Pero nuestro plan es trabajar en ello como industria. Se trata de una carrera espacial, pero en el área de los alimentos. La diferencia aquí es que intentaremos resolver racionalmente estos desafíos uno a uno en un plazo razonable —y hacerlo de forma segura, por supuesto, pues se trata de alimentos—”.

Este artículo apareció originalmente en Knowable en español, una publicación sin ánimo de lucro dedicada a poner el conocimiento científico al alcance de todos. Suscríbase al boletín de Knowable en español