Cultivando carne para un futuro sostenible


Los estadounidenses aman su carne. Según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, los estadounidenses consumen, en promedio, más de 270 libras de carne cada año


por Joshua Defibaugh, Universidad de Vermont


El Centro Johns Hopkins para un futuro habitable informa que, durante el último siglo, los estadounidenses han duplicado su consumo de carne . A escala internacional, los estadounidenses se encuentran entre los principales consumidores de carne del mundo, y se entregan a más de tres veces el promedio mundial.

Más allá del mayor riesgo de complicaciones de salud (mayores riesgos de enfermedades cardíacas, diabetes y neumonía ), el consumo de carne plantea varios problemas ecológicos, como amenazas al uso de la tierra y al suministro de agua. La ganadería es el mayor usuario de recursos de la tierra en el mundo, con el 80% del total de la tierra agrícola dedicada a la producción de alimentos para animales. Junto con la tierra, se necesitan más de 15.400 litros (más de 4.000 galones) de agua para producir un kilogramo (2,2 libras) de carne roja.

Para decirlo suavemente, a medida que la población de la Tierra continúa creciendo (a 9 mil millones de personas para 2040, según algunas estimaciones ), necesitaremos un 50 % más de alimentos y, por extensión, más tierra y agua para producir esos alimentos.

Hay alternativas como comer menos carne, o no comer carne o productos animales por completo. Los investigadores del Laboratorio de Investigación en Biomateriales de Ingeniería (EBRL) de la UVM, sin embargo, exploran otra alternativa: la carne cultivada.

«Creamos y probamos materiales que son traducibles para observar la medicina regenerativa, la seguridad alimentaria y los estándares de prueba de ingeniería», dijo la Dra. Rachael Floreani, directora de EBRL. «La capacidad para mí de tomar bifurcaciones en el camino que son pioneros de los estudiantes ha sido increíble. Y con la carne cultivada, se trata de intentar crear formas adicionales de proporcionar alimentos nutritivos para las personas del mundo».

Una de esas soluciones es un sellador de heridas flexible para punciones pulmonares.

«Trabajaríamos con médicos y cirujanos para ver si hay una necesidad no satisfecha en los pacientes», Irfan Tahir, Ph.D. candidato y New Harvest Fellow en el EBRL, dijo. «Por ejemplo, un proyecto anterior de EBRL fue un sellador de heridas para perforaciones pulmonares. Si se perfora el pulmón de alguien, creamos un biomaterial, una especie de curita, y a medida que el pulmón se expande y se contrae, el biomaterial también se expande y se contrae».

Y mientras que el EBRL generalmente se ha acercado a la ingeniería de tejidos para el campo médico , la investigación de Tahir se ha centrado en la carne cultivada, específicamente en el andamiaje celular, estructuras que ayudan a que las células de la carne crezcan.

Para cultivar carne, se deben adquirir células de un animal, generalmente a través de una biopsia muscular mientras el animal está bajo anestesia. Tahir toma la biopsia del músculo, que incluye otros elementos como el tejido conectivo y las matrices extracelulares, y aísla las células, las cultiva y multiplica hasta que se cuentan por millones en solo unos pocos días. Una vez que se cultivan suficientes células, se aplican a un andamio.

«El andamiaje recrea el microambiente en el que crecen las células dentro del cuerpo de un animal. Nuestro laboratorio tiene experiencia en andamiaje», dijo Tahir. «Diseñamos hidrogeles y otros tipos de materiales que son beneficiosos para el crecimiento de las células».

El andamiaje se ha construido con colágeno, que generalmente se extrae de los animales, lo que anula el objetivo final de la carne cultivada: cultivar carne sin matar a un animal. La cosecha de esos materiales tampoco es sostenible. En cambio, Tahir se ha centrado en usar alginato, un polímero que se encuentra en las algas pardas. Él y Floreani publicaron recientemente un artículo de código abierto que explora cómo se pueden controlar mecánicamente los andamios.

«Si queremos producir carne cultivada a escala, necesitamos materiales escalables», dijo Tahir. «Por ejemplo, en lugar de extraer colágeno para andamios de millones de animales, debemos recurrir a fuentes más sostenibles como las algas, que pueden crecer tanto en agua dulce como salada».

Tahir explicó que otros investigadores están utilizando materiales como hierba, tofu e incluso hojas de espinaca para andamios.

Y si bien existen beneficios éticos generales para la carne cultivada, existen algunos obstáculos en el desarrollo y cultivo de células para el consumo. Una vez que las células se han aislado de una biopsia, se alimentan con un medio líquido para estimular el crecimiento.

«La fuente de los medios líquidos se llama FBS, suero bovino fetal, que proviene de un ternero. Se obtiene de manera poco ética y es extremadamente costoso, pero funciona muy bien porque es una sopa de nutrientes que permite que el bebé crezca, dijo Tahir. «Esta sopa de nutrientes tiene factores de crecimiento, insulina, todo lo que las células necesitan para crecer y prosperar. Hay un gran movimiento en el campo para tratar de reemplazar esto. Incluso en nuestro laboratorio, estamos trabajando con alternativas para no tienen que obtenerlo de una manera cruel».

Tahir y el EBRL se han asociado con organizaciones como Multus Media y Future Fields para obtener factores de crecimiento libres de antibióticos y de fuentes éticas para células cultivadas.

El campo de la carne cultivada es parte de un campo en evolución llamado agricultura celular y Floreani apoya plenamente el movimiento.

“Nos quedaremos sin espacio para cultivar alimentos, ya sean animales o plantas para alimentar a las personas. Los números son asombrosos”, dijo Floreani. «Cuando pensé en pasar de crear cartílago a través de la ingeniería de tejidos al cultivo de carne, eso podría ser un impulsor para que esta tecnología aborde un problema de seguridad nacional».

Y asegurar una fuente de alimentos segura y saludable es de interés para la seguridad nacional. En septiembre, el presidente Biden emitió una orden ejecutiva que promueve la innovación biotecnológica para una «bioeconomía estadounidense sostenible, segura y protegida».

«La política de mi administración es coordinar un enfoque de todo el gobierno para promover la biotecnología y la biofabricación hacia soluciones innovadoras en salud, cambio climático, energía, seguridad alimentaria, agricultura, resiliencia de la cadena de suministro y seguridad económica y nacional», dijo el orden ejecutiva leída. «Aunque el poder de estas tecnologías es más vívido en este momento en el contexto de la salud humana, la biotecnología y la biofabricación también se pueden utilizar para lograr nuestros objetivos climáticos y energéticos, mejorar la seguridad alimentaria y la sostenibilidad, asegurar nuestras cadenas de suministro y hacer crecer la economía «. en toda América».

Tahir, un vegano, más allá de asegurar una fuente de carne más segura para los estadounidenses y el mundo, en última instancia quiere terminar con la matanza de millones de animales.

«Si esto tiene éxito, quizás tengamos un mundo en el que no tengamos que matar a un animal para obtener carne «, dijo Tahir. «Estamos muy lejos de ese escenario, pero es importante hacer una investigación fundamental para lograr ese objetivo».

La investigación relacionada se publica en Foods .


Más información: Irfan Tahir et al, Hidrogeles a base de alginato de doble reticulación con propiedades mecánicas sintonizables para carne cultivada, 

Alimentos (2022). DOI: 10.3390/alimentos11182829



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