Investigadores generaron tejidos tridimensionales con fibras musculares, neuronas y redes vasculares, un avance experimental hacia productos similares a un bistec
Redactor: Valentina Ríos
Editor: Eduardo Schmitz
Un equipo internacional de investigadores desarrolló un método para obtener tejidos bovinos tridimensionales y autoorganizados a partir de células madre embrionarias cultivadas en laboratorio. Los agregados generados contienen fibras musculares, neuronas y células capaces de formar estructuras semejantes a vasos sanguíneos, tres componentes esenciales para reproducir la complejidad biológica de la carne.
El trabajo, realizado en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) de Barcelona y publicado en Nature Communications, constituye una prueba de concepto. Aunque todavía no permite fabricar un bistec cultivado, proporciona una plataforma para estudiar cómo distintos tipos de células bovinas pueden desarrollarse e interactuar dentro de un mismo tejido.
La carne cultivada busca producir alimentos a partir de células animales sin criar un ejemplar completo para su posterior sacrificio. Forma parte de un conjunto de innovaciones que exploran nuevas fuentes de proteínas, entre ellas la producción de proteínas lácteas mediante fermentación de precisión.
Sin embargo, elaborar cortes estructurados resulta mucho más difícil que obtener masas celulares destinadas a productos picados. El músculo natural también incluye vasos, nervios, grasa y tejidos conectivos distribuidos de una manera que determina su consistencia, sabor y comportamiento durante la cocción.
Las células embrionarias amplían las posibilidades del cultivo
Buena parte de los métodos empleados para investigar carne bovina cultivada se basa en células madre extraídas de animales adultos. Estas pueden producir músculo, pero poseen una capacidad limitada para multiplicarse y ya están orientadas hacia determinados destinos celulares.
El equipo encabezado por Miki Ebisuya, antigua líder de grupo en EMBL Barcelona y actual profesora Humboldt en la Universidad Tecnológica de Dresde, empleó una línea establecida de células madre embrionarias bovinas. Estas células pueden propagarse durante periodos prolongados y conservar la capacidad de transformarse en diferentes tejidos.
Mediante condiciones de cultivo cuidadosamente controladas, los científicos indujeron simultáneamente la formación de músculo esquelético, neuronas y células endoteliales. Estas últimas son las encargadas de revestir los vasos sanguíneos en los organismos vivos.
Las poblaciones celulares no tuvieron que producirse por separado para ensamblarlas después. En cambio, se desarrollaron juntas y se organizaron espontáneamente en estructuras tridimensionales, imitando parcialmente algunos procesos que ocurren durante la formación natural del tejido.
Agregados de 0,6 milímetros obtenidos en 15 días
El protocolo permitió producir en 15 días agregados de aproximadamente 0,6 milímetros de diámetro. Dentro de estas pequeñas estructuras aparecieron fibras musculares junto a redes de células endoteliales y neuronas espinales que interactuaban con el músculo.
La generación de componentes vasculares representa uno de los aspectos centrales del estudio. En un animal, los vasos transportan oxígeno y nutrientes hacia las células, una función indispensable para mantener tejidos grandes y viables. Sin sistemas de distribución adecuados, las capas internas de una pieza cultivada no recibirían suficientes nutrientes durante su crecimiento.
Las redes obtenidas en el laboratorio todavía son primitivas y no equivalen a vasos sanguíneos maduros. Aun así, muestran que diferentes componentes del tejido bovino pueden surgir conjuntamente desde un proceso de diferenciación común.
Los autores advierten que el resultado debe interpretarse como una plataforma experimental para la biología del desarrollo y la ingeniería de tejidos, no como un procedimiento listo para producir alimentos. Las estructuras obtenidas son microscópicas y están muy lejos del tamaño, la madurez y la composición de un corte comercial.
La escala y los costos siguen limitando su aplicación
Para producir una pieza semejante a un bistec sería necesario crear tejidos mucho mayores y desarrollar redes vasculares maduras que sostengan su crecimiento durante más tiempo. También habría que controlar otros componentes determinantes de la carne, como la distribución de la grasa, el tejido conectivo, la textura y la composición nutricional.
El costo constituye otra barrera importante. El mantenimiento de células madre embrionarias y la orientación de su desarrollo requieren actualmente medios de cultivo y reactivos especializados que resultan demasiado caros para una producción alimentaria de gran escala.
Estas dificultades también aparecen en otras tecnologías destinadas a elaborar alimentos sin utilizar directamente animales. Las investigaciones sobre proteínas lácteas producidas mediante microorganismos muestran que la innovación científica debe acompañarse de procesos eficientes, seguros y económicamente viables antes de alcanzar el mercado masivo.
La sostenibilidad deberá comprobarse a escala industrial
El estudio no demuestra por sí solo que la carne cultivada tenga una huella ambiental menor que la ganadería convencional. Esa comparación depende de factores como la fuente de energía, los ingredientes utilizados en los medios de cultivo, la eficiencia industrial, el funcionamiento de las instalaciones y la escala alcanzada.
La evaluación será especialmente relevante ante el peso ambiental del sistema pecuario. Un análisis sobre la relación entre ganadería bovina, consumo energético y emisiones expone que la huella del sector está vinculada tanto al número de animales como a los recursos requeridos por toda la cadena productiva.
La carne cultivada tendría que analizarse con el mismo enfoque integral. Una instalación alimentada con energía intensiva en carbono o dependiente de insumos costosos podría perder parte de sus ventajas potenciales. También deberán considerarse el uso del agua, los materiales empleados, la generación de residuos y el transporte.
Mientras avanzan las proteínas alternativas, la producción ganadera convencional conserva posibilidades de reducir su impacto. La mejora de la productividad, la alimentación, la genética y la sanidad forma parte de las medidas estudiadas para que una mejor salud del ganado contribuya a disminuir las emisiones por unidad de alimento producido.
Una herramienta para estudiar el desarrollo muscular bovino
Además de su posible utilidad para la carne cultivada, el modelo ofrece una herramienta para analizar la formación del músculo y las relaciones entre células musculares, nerviosas y endoteliales. Esta interacción es difícil de investigar en cultivos convencionales compuestos por un solo tipo celular.
La investigación se sitúa en la convergencia entre producción ganadera, biología celular e ingeniería de tejidos. Su eventual traslado al sistema alimentario dependerá de avances técnicos que permitan aumentar el tamaño de las estructuras, mejorar la maduración de los tejidos y reducir significativamente los costos.
También serán necesarias evaluaciones de inocuidad, marcos regulatorios específicos y estudios sobre la aceptación de estos productos entre los consumidores. El procedimiento experimental presentado no representa todavía un alimento autorizado ni un sistema preparado para operar comercialmente.
Para el sector agropecuario, estas tecnologías constituyen una línea emergente de producción de proteínas y no una sustitución inmediata de la ganadería. La dimensión reducida de los agregados, la ausencia de una vascularización funcional y los elevados costos confirman que el desarrollo de cortes cultivados complejos permanece en una fase temprana.
Fuentes referenciales:
Phys.org
Nature Communications
