Un biorreactor que imita un sistema circulatorio puede suministrar nutrientes y oxígeno a tejido artificial, lo que permite la producción de más de 10 gramos de músculo de pollo para aplicaciones de carne cultivada. Estos resultados se publican en Trends in Biotechnology .
por Cell Press
«Nuestro estudio presenta una estrategia escalable, de arriba hacia abajo, para producir carne cultivada de cortes enteros utilizando un biorreactor de fibra hueca perfundible», afirma el autor principal Shoji Takeuchi de la Universidad de Tokio.
Este sistema permite la distribución, alineación y contractilidad celular, así como la mejora de las propiedades alimentarias. Ofrece una alternativa práctica a los métodos vasculares y podría influir no solo en la producción de alimentos, sino también en la medicina regenerativa, las pruebas de fármacos y la robótica biohíbrida.
Un obstáculo importante para la reconstrucción de tejidos a gran escala es la creación de redes vasculares bien distribuidas, ya que la difusión por sí sola no puede mantener a las células a distancias considerables. El grosor de los tejidos sin un sistema circulatorio integrado se ha limitado generalmente a menos de 1 mm, lo que dificulta la producción de tejidos de tamaño centimétrico o mayor con células densamente agrupadas.
«Estamos utilizando fibras huecas semipermeables, que imitan a los vasos sanguíneos en su capacidad de transportar nutrientes a los tejidos», dice Takeuchi.
Estas fibras ya se utilizan habitualmente en filtros de agua domésticos y máquinas de diálisis para pacientes con enfermedad renal. Es emocionante descubrir que estas diminutas fibras también pueden ayudar eficazmente a crear tejidos artificiales y, posiblemente, órganos completos en el futuro.
Los autores demostraron la biofabricación de tejido muscular esquelético de pollo a escala centimétrica mediante un Biorreactor de Fibra Hueca (HFB) compuesto por un conjunto de 50 fibras huecas. Además, implementaron un sistema de ensamblaje asistido por robot para la fabricación de un HFB de 1125 fibras y produjeron carne de pollo entera con un peso superior a 10 g utilizando fibroblastos de pollo, que constituyen el tejido conectivo .
«La carne cultivada ofrece una alternativa sostenible y ética a la carne convencional», afirma Takeuchi.
Sin embargo, replicar la textura y el sabor de la carne entera sigue siendo difícil. Nuestra tecnología permite la producción de carne estructurada con mejor textura y sabor, lo que podría acelerar su viabilidad comercial. Más allá de la alimentación, esta plataforma también podría impactar la medicina regenerativa y la robótica blanda.
Según Takeuchi, los desafíos adicionales para la investigación futura incluyen determinar los efectos a largo plazo de la perfusión en la calidad del tejido, adaptar la tecnología para la fabricación de órganos y la robótica biohíbrida, y mejorar aún más las propiedades mecánicas y la integridad estructural del tejido para imitar mejor las características del tejido muscular natural.
«Superamos el desafío de lograr la perfusión en tejidos gruesos al disponer fibras huecas con precisión a microescala», afirma Takeuchi.
Los desafíos pendientes incluyen mejorar el suministro de oxígeno a tejidos más grandes, automatizar la extracción de fibras y la transición a materiales aptos para uso alimentario. Las soluciones pueden incluir el uso de transportadores de oxígeno artificiales que imiten a los glóbulos rojos , mecanismos de extracción de haces que eliminen las fibras de forma eficiente en una sola operación y fibras huecas comestibles o reciclables.
Más información: Biofabricación tisular escalable mediante matrices de fibras huecas perfundibles para aplicaciones en carne cultivada, Tendencias en Biotecnología (2025). DOI: 10.1016/j.tibtech.2025.02.022
