La agricultura celular puede satisfacer la creciente demanda nutricional con un impacto ambiental mínimo.
Se necesitan más inversión y compromiso para escalar la producción y reducir los costes.
Se necesita una comunicación transparente para generar confianza y fomentar la aceptación por parte de los consumidores.
El World Resources Institute estima que la demanda mundial de carne de vacuno y de otras carnes de rumiantes podría aumentar un 88% entre 2010 y 2050, impulsada por una clase media y una población mundial en crecimiento, que se prevé alcance los 10.000 millones en 2050. Para satisfacer los requisitos nutricionales globales del futuro, la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura prevé que la producción de alimentos debe aumentar un 70%. Paralelamente, las preferencias de los consumidores están cambiando, ya que las personas toman decisiones alimentarias más deliberadas.
La agricultura celular es un pilar clave del sector de los «nuevos alimentos», de rápido avance, que también incluye alternativas basadas en plantas, microorganismos e insectos. Con perspectivas de un crecimiento rápido en la próxima década, la agricultura celular desempeñará un papel importante para satisfacer los futuros requisitos nutricionales, al tiempo que reduce la presión sobre los sistemas actuales de producción de alimentos y sobre el medioambiente.
¿Cómo funciona?
La agricultura celular utiliza células individuales de plantas y animales, o de organismos unicelulares, para elaborar productos agrícolas. Entre ellos figuran carnes, mariscos, productos lácteos y otros alimentos ricos en proteínas, así como ingredientes funcionales, que se producen mediante ingeniería de tejidos o fermentación de precisión, sin necesidad de «cultivar» animales o plantas enteros.
La ingeniería de tejidos se emplea para elaborar carne, marisco y leche basados en células o cultivados. Para producir carne y marisco basados en células, se extraen de un animal vivo células madre naturales o modificadas genéticamente, que se cultivan en condiciones ricas en nutrientes dentro de un biorreactor, aprovechando los propios mecanismos naturales de crecimiento y reparación. Las células se diferencian en tipos (células musculares o grasas) y luego se cultivan sobre un andamio o se procesan posteriormente como carne picada.
Se utiliza un método similar para producir leche basada en células. En este caso, las células de la glándula mamaria de mamíferos se inmovilizan en un biorreactor de fibra hueca. Como resultado, las células secretan leche entera con el mismo perfil de macronutrientes que la leche de vaca o la leche materna humana, según la fuente celular.
Fermentación de precisión amplía métodos bien establecidos y ampliamente utilizados por las industrias alimentaria y farmacéutica. El proceso consiste en tomar el gen que codifica, por ejemplo, una proteína objetivo de un organismo donante, como una vaca, e insertarlo en el ADN de un huésped. El huésped, a menudo un organismo unicelular, como una bacteria o una levadura, se cultiva en un tanque de fermentación, lo que le hace producir la proteína objetivo en grandes cantidades. La proteína resultante se separa de las células huésped, se purifica y normalmente se seca para obtener un polvo, que puede utilizarse, por ejemplo, como edulcorante, como ingrediente en helados a base de lácteos, como proteína de clara de huevo o como colágeno.
De forma similar, la fermentación de precisión se utiliza en la producción de componentes vegetales, como el hemo de soja. En este caso, se toma ADN de una planta de soja y se inserta en una levadura mediante ingeniería genética. Tras la fermentación, el hemo de soja, que es similar al hemo animal, puede utilizarse en análogos cárnicos para aportar un color rojo o rosado, así como una textura y un sabor similares a los de la carne.
El mismo método es aplicable para fabricar enzimas, seda y cuero, que también son de base proteica, o para crear ingredientes no proteicos, como grasas u oligosacáridos de leche humana para sucedáneos de la leche materna.
¿Cuáles son las ventajas?
La agricultura celular tiene el potencial de proporcionar la nutrición y otros productos no alimentarios que requiere nuestra población en crecimiento, sin invadir tierras adicionales ni seguir presionando nuestros recursos naturales. Dado que los procesos de producción se desarrollan en un entorno controlado y se basan en gran medida en tecnologías ya establecidas, los beneficios son de gran alcance. Los alimentos de la agricultura celular:
Tienen una alta tasa de conversión de alimento y ofrecen perfiles nutricionales similares o idénticos.
Cumplen normas estrictas de consistencia, seguridad e higiene.
Garantizan una mayor seguridad alimentaria, al ser independientes de los cambios estacionales y climáticos.
Evitan los antibióticos de origen animal, reduciendo así la resistencia antimicrobiana (RAM).
Permiten seleccionar líneas celulares de animales con los mejores rasgos, o de especies difíciles de cultivar o en peligro de extinción.
¿Cuáles son los desafíos?
Para alcanzar una capacidad de producción industrial y la paridad de precios de los productos de la agricultura celular, es necesario superar obstáculos específicos.
En el caso de la ingeniería de tejidos, esto incluye:
Reducir los costes de materiales mediante el uso de la fermentación de precisión para producir componentes de medios de cultivo (por ejemplo, péptidos), reciclar los medios y utilizar líneas celulares menos exigentes.
Aumentar la eficiencia de la producción diseñando biorreactores adecuados para cada fin, que sean de gran tamaño y escalables, pero que minimicen el daño celular.
En el caso de la fermentación de precisión, esto incluye:
Mejorar la productividad y la eficiencia del huésped.
Reducir los requisitos de esterilidad para disminuir los costes de producción.
Reciclar el calor metabólico y capturar CO2 para su reutilización, con el fin de aumentar la eficiencia energética y minimizar las emisiones de GEI.
¿Qué está haciendo el Foro Económico Mundial para contribuir a garantizar la seguridad alimentaria mundial?
¿Cómo podemos maximizarla?
Alcanzar todo el potencial de la agricultura celular llevará décadas, pero hay medidas que podemos tomar para ganar impulso. Una es empezar por los logros fáciles, como las cepas de levadura preaprobadas en los procesos de fermentación de precisión. Otra son los productos híbridos, que combinan componentes basados en células con alimentos de origen vegetal, mejorando el sabor, la textura y la nutrición de estos últimos. Asimismo, los hongos y los andamios de origen vegetal pueden utilizarse como soportes para cultivar células musculares, lo que reduce los costes de producción.
A nivel macro, las agencias reguladoras deberían debatir ya qué se necesita para llevar nuevos alimentos al mercado antes de que lleguen las solicitudes. Esto beneficiaría a todas las partes interesadas y mejoraría la eficiencia y la rapidez con que los productos llegan al mercado. Otro factor evidente e importante es el aumento de la inversión en start-ups y empresas centradas en la agricultura celular, para acelerar la I+D y escalar la producción, sin olvidar, por supuesto, que se utilicen energías renovables en todo el proceso.
Por último, generar la confianza de los consumidores es imprescindible para que estos productos ganen tracción. Esto exige una comunicación transparente y periódica sobre cómo se fabrican estos productos y cómo se relacionan con los alimentos y medicamentos que las personas ya disfrutan y de los que dependen a diario, ya sea queso o insulina. Una previsión de McKinsey & Co prevé que la carne cultivada, por ejemplo, alcanzará la paridad de costes con la carne producida de forma convencional en 2030. Por tanto, el momento de mantener estos debates es ahora.
