20 diciembre, 2010

Carne in vitro

¿Cómo?… ¿Carne in vitro?… Mark Post es un ingeniero biomédico de la Universidad Tecnológica de Eindhoven en Holanda, quien trabajaba con células madre humanas y las transformaba en músculos que serían usados en la cirugía reconstructiva, por ejemplo, en aquellas personas que habían sufrido de graves y profundas quemaduras. Pero, un día decidió cambiar su línea de investigación hacia la transformación de células madre animales en músculos para así poder producir carne in vitro.

El trabajo de Post se ve bastante prometedor ya que podría ser una buena estrategia para producir carne con bajos costos, ya que no se necesitará invertir mucho dinero en un espacio para criar animales, tampoco en las cantidades de agua y alimentos balanceados que requieren ya que se podría producir en biorreactores, con medios de cultivo bastante económicos y no muy complejos, y tendría altos rendimientos de producción, ya que evitaríamos perder peso en huesos y otras partes no comestibles. Así que no sería nada raro oír, dentro de unos años, que una persona es “in-vitrotariana”

Además, hay mucha gente que lucha por el derecho a la vida de los animales. Estas organizaciones, tal como la Personas por el Trato Ético de los Animales (PETA), anunciaron hace dos años un premio de un millón de dólares para la primera compañía que logre producir y distribuir carne de pollo sintética en al menos seis estados de Norteamérica antes del 2016. Sin embargo, en Holanda van más allá ya que un consorcio de investigadores lograron obtener un fondo de 2.6 millones de dólares del gobierno entre los años 2005 y 2009 para el desarrollo de la carne in vitro.

Si bien aún no se puede producir carne in vitro a gran escala, los fondos recibidos han permitido ampliar el conocimiento en la ingeniería de tejidos, lo cual no sólo servirá para el desarrollo de la carne sino también en la regeneración de tejidos humanos, ya que las bases bioquímicas del proceso pueden llegar a ser similares.

Sin embargo, hasta ahora no se ha podido producir células madre embrionarias de animales domésticos. Estas células permitirán desarrollar cualquier tipo de tejido – entre ellos el muscular – gracias a que son totipotentes. Así que los investigadores usaron células miosatélites o mioblastos, los cuales tienen la capacidad de regenerar y reparar el tejido muscular adulto.

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Este pedazo de tejido puede ser obtenido directamente de los animales vivos (cerdos, pollos, reses o pavos) con una pequeña e inofensiva biopsia. Luego, se seleccionan a las células específicas y se transfieren a un medio de cultivo especial para que crezcan y se multipliquen. Sin embargo, el gran problema es que los miosatélites solo pueden dividirse una docena de veces ya que los telómeros se acortan tanto que inducen la apoptosis (muerte celular programada). Esto porque ya son células diferenciadas, a diferencia de las células madre que tienen activos la enzima telomerasa que permite regenerar los telómeros tras cada división. Así que los investigadores están apuntando hacia el uso de la telomerasa en el cultivo de la carne in vitro. Aunque, también quieren aprovechar una de las principales características de las células tumorales y cancerígenas: su rápida y constante proliferación, para ello apuntan hacia el uso de proteína promotoras del crecimiento tumoral.

Otro inconveniente que se tiene actualmente es que los medios de cultivo para el crecimiento de tejidos animales son muy costosos debido a la cantidad de requerimientos de distintas moléculas señalizadoras, factores de crecimiento, etc., a diferencia de los medios de cultivo para tejidos vegetales o para microorganismos que son bastante económicos. El medio de cultivo para células animales comprende el 90% de los costos totales de los materiales requeridos. Pero, para poder superar este inconveniente, investigadores de la Universidad de Ámsterdam están desarrollando medios de cultivo económicos usando algas azul-verdosas y factores de crecimientos producidos mediante bacterias genéticamente modificadas.

Bueno, una vez que se logre superar este inconveniente se debe poner a los miosatélites desarrollados sobre una base estructural, que puede ser hecha a base de quitosano y que les permitan fusionarse adecuadamente para poder formar un músculo. Este esqueleto artificial debe ser sometido a un ejercicio físico a fin de dar rigidez y fuerza al músculo, de esta manera, el número de proteínas presentes se incrementará considerablemente. Además, este tejido muscular debe ser sometido a pequeños pulsos constantes de corriente eléctrica a fin de que se contraigan y el proceso de formación del músculo sea el adecuado. De esta manera, la carne tendrá una mejor consistencia.

Pero ahora viene otro problema. Las células que se encuentren hacia el interior del músculo morirán debido a que los nutrientes no les llegarán. En los músculos normales, los nutrientes y el oxígeno llegan a través de la los diminutos capilares que llevan al sangre hasta cada una de las células. Así que este tejido muscular desarrollado in vitro debe tener un buen mecanismo de ventilación para llevar el oxígeno hacia las células interiores y, además, un sistema de transporte de nutrientes sintético similar al sistema circulatorio animal.

Finalmente, lo más importante es darle un buen sabor a esta carne sintética, sobre todo en países donde el sabor es lo primero. Además, deben tener minerales y vitaminas en concentraciones que permitan suplir las requerimientos diarios. Otro valor agregado que se le puede dar es recrear carne in vitro de especies exóticas o aquellas que están en peligro de extinción ya que no habrá necesidad de cazarlas para obtener su carne, bastará con una pequeña muestra de su tejido muscular para producirlas.

Por ahora esta tecnología es cara ya que cuesta aproximadamente $5500 por tonelada de carne in vitro, mientras que la carne obtenida de manera tradicional cuesta la mitad. Además, este tipo de carne deberá pasar por una serie de exámenes y pruebas para demostrar que son seguros para la salud humana y así poder ser aprobados por la FDA.

Referencia:

Jones, N. Food: A taste of things to come?. Nature 468, 752-753 (2010). Free PDF.

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