Textura real para carne cultivada en laboratorio
Los investigadores cultivan células musculares en fibras comestibles
La carne cultivada en laboratorio o cultivada podría revolucionar la producción de alimentos, proporcionando una alternativa más ecológica, sostenible y ética a la producción de carne a gran escala. Pero llevar la carne cultivada en el laboratorio desde el plato de Petri hasta el plato de la cena requiere resolver varios problemas importantes, incluyendo cómo hacer grandes cantidades de ella y cómo hacer que se sienta y sepa más como carne real.
MarkusHendrich/ Pixabay
Ahora, los investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS) han cultivado células musculares de conejos y vacas en andamios de gelatina comestible que imitan la textura y consistencia de la carne, lo que demuestra que, con el tiempo, se pueden producir productos cárnicos realistas sin la necesidad de criar y sacrificar animales.
La investigación se publica en Nature Science of Food.
Kit Parker, profesor de Bioingeniería y Física Aplicada de la familia Tarr en el SEAS y autor principal del estudio, comenzó su incursión en el mundo de la alimentación después de haber sido jurado en un concurso de la Food Network.
"La experiencia de los chefs en la ciencia de los materiales fue impresionante", dijo Parker. "Después de discutir con ellos, comencé a preguntarme si podríamos aplicar todo lo que sabíamos sobre medicina regenerativa al diseño de los alimentos sintéticos. Después de todo, todo lo que hemos aprendido sobre la construcción de órganos y tejidos para la medicina regenerativa se aplica a los alimentos: las células sanas y los andamios sanos son los sustratos de construcción, las normas de diseño son las mismas y los objetivos son los mismos: la salud humana. Este es nuestro primer esfuerzo para llevar el diseño de ingeniería y la fabricación escalable a la creación de alimentos".
La carne animal consiste principalmente de músculo esquelético (y tejido graso) que crece en fibras largas y delgadas - como se puede ver en el grano de un bistec o cuando se desmenuza carne de cerdo o pollo. La reproducción de estas fibras es uno de los mayores desafíos en la bioingeniería de la carne.
"Las células musculares son tipos de células adherentes, lo que significa que necesitan algo a lo que aferrarse a medida que crecen", dijo Luke MacQueen, primer autor del estudio e investigador asociado de SEAS y del Instituto Wyss de Ingeniería Bioinspirada. "Para cultivar tejidos musculares que se asemejaran a la carne, necesitábamos encontrar un material de'andamiaje' que fuera comestible y permitiera que las células musculares se adhirieran y crecieran en 3D. Era importante encontrar una manera eficiente de producir grandes cantidades de estos andamios para justificar su uso potencial en la producción de alimentos".
Para superar estos desafíos, los investigadores utilizaron una técnica desarrollada por Parker y su Grupo de Biofísica de Enfermedades conocida como rotación por inmersión de chorro rotatorio (iRJS), que utiliza la fuerza centrífuga para hacer girar nanofibras largas de formas y tamaños específicos. El equipo hiló fibras de gelatina aptas para alimentos para formar la base de las células en crecimiento. Las fibras imitan la matriz extracelular del tejido muscular natural - el pegamento que mantiene el tejido unido y contribuye a su textura.
El equipo sembró las fibras con células musculares de conejo y vaca, que se anclaron a la gelatina y crecen en estructuras largas y delgadas, similares a la carne real. Los investigadores utilizaron pruebas mecánicas para comparar la textura de su carne cultivada en laboratorio con la de conejo, tocino, lomo de res, prosciutto y otros productos cárnicos reales.
"Cuando analizamos la microestructura y la textura, encontramos que, aunque los productos cultivados y naturales tenían una textura comparable, la carne natural contenía más fibras musculares, lo que significa que eran más maduras", dijo MacQueen. "La maduración in vitro de células musculares y grasas sigue siendo un gran desafío que requerirá una combinación de fuentes avanzadas de células madre, formulaciones de medios de cultivo sin suero, andamiajes comestibles como los nuestros, así como avances en los métodos de cultivo de biorreactores".
Aún así, esta investigación muestra que es posible que la carne crezca en el laboratorio.
"Nuestros métodos siempre están mejorando y tenemos objetivos claros porque nuestras reglas de diseño se basan en carnes naturales. Eventualmente, pensamos que puede ser posible diseñar carnes con texturas, sabores y perfiles nutricionales definidos, un poco como en la elaboración de la cerveza", dijo MacQueen.
"En el futuro, los objetivos son el contenido nutricional, el sabor, la textura y los precios asequibles. La meta a largo plazo es reducir la huella ambiental de los alimentos", dijo Parker.
"El desarrollo de la carne cultivada implica una serie de desafíos técnicos, incluyendo la formulación de un material de andamiaje que puede apoyar con éxito a las células y el desarrollo de líneas celulares que son susceptibles de ser cultivadas para su consumo a escala", dijo Kate Krueger, Directora de Investigación de New Harvest, una institución de investigación de agricultura celular, que no participó en la investigación. "Los autores de esta publicación han desarrollado materiales para andamios que son muy prometedores en estas áreas."
La Oficina de Desarrollo Tecnológico de Harvard ha protegido la propiedad intelectual relacionada con este proyecto y está explorando oportunidades de comercialización.
Esta investigación fue co-autoría de Charles G. Alver, Christophe O. Chantre, Seungkuk Ahn, Luca Cera, Grant M. Gonzalez, Blakely B. O 'Connor, Daniel J. Drennan, Michael M. Peters, Sarah E. Motta y John F. Zimmerman. Fue apoyado por SEAS, el Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, el Harvard Materials Research Science and Engineering Center y la TomKat Foundation.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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