El desarrollo de carne cultivada mediante técnicas avanzadas de bioingeniería está revolucionando la industria alimentaria. Esta innovadora tecnología promete una producción de alimentos más sostenible y ética. Conoce los resultados del proyecto SMARTFARM, liderado por AINIA, que están transformando este campo.
La carne cultivada, también conocida como carne in vitro o carne de laboratorio, representa una innovación revolucionaria en la producción de alimentos. Este enfoque tecnológico se basa en el cultivo de células musculares y grasas obtenidas de animales, sin necesidad de sacrificarlos, mediante métodos de bioingeniería y biotecnología. En este contexto, AINIA se ha embarcado en el proyecto SMARTFARM que ha llevado a importantes avances en esta área.
El principal ingrediente de la carne cultivada son células procedentes del tejido muscular del animal de interés. Con la experiencia previa de AINIA y el conocimiento generado en este proyecto, hemos desarrollado la tecnología para obtener células musculares y grasas de origen bovino a partir de una biopsia que no implica el sacrificio del animal. Posteriormente, estas células se cultivan en un biorreactor, produciendo así carne cultivada.
Obtención de células sin sacrificio animal
En el proyecto SMARTFARM, hemos avanzado en la producción a gran escala de carne cultivada mediante la caracterización del crecimiento de células musculares bovinas primarias en diversas plataformas escalables. Primero, hemos adaptado el cultivo celular a frascos de gran tamaño (cell factories) como un paso intermedio crucial para el posterior escalado en biorreactores.
Escalado de producción en biorreactores
Este procedimiento nos permite obtener la biomasa necesaria para la fase en biorreactor. Además, hemos optimizado los procesos de producción de biomasa celular en biorreactores de tanque agitado y tipo WAVE a partir de la línea celular bovina. Los biorreactores de tanque agitado son sistemas donde las células se cultivan en un entorno controlado y agitado constantemente para asegurar una distribución homogénea de nutrientes y oxígeno. Por otro lado, los biorreactores tipo WAVE utilizan un movimiento oscilante para mezclar el medio de cultivo, lo que reduce el estrés mecánico en las células y mejora su viabilidad y crecimiento.
Estos avances nos han permitido desarrollar un protocolo estandarizado para el manejo y crecimiento de las células a mayor escala. Finalmente, tras el cultivo en biorreactores de tanque agitado, hemos logrado recuperar biomasa celular viable, la cual puede ser procesada como materia prima para la elaboración de productos de valor añadido.
Tecnologías para simular la estructura tridimensional
Para simular la estructura tridimensional propia de la carne, estas células necesitan un soporte. En AINIA hemos trabajado con diferentes tecnologías, incluyendo la bioimpresión 3D y los microcarriers. Ambas tecnologías se han desarrollado de forma paralela, seleccionando biomateriales compatibles con las células para proporcionar el soporte necesario para su crecimiento en una estructura tridimensional. Como resultado, hemos obtenido diversas estructuras que permiten dar soporte a las células y maximizar la superficie de crecimiento.
Producción de factores de crecimiento IGF-I
Por último, dado que el uso de suero bovino fetal en el cultivo de carne in vitro es costoso y plantea serias preocupaciones éticas, el proyecto SMARTFARM se ha dedicado también a la producción de factores de crecimiento tipo Insulin-Like Growth Factor I (IGF-I), esenciales para este proceso. Los factores de crecimiento tipo IGF-I son proteínas que juegan un papel crucial en el crecimiento y desarrollo celular. Estas proteínas promueven la proliferación y diferenciación de las células musculares, lo cual es fundamental para el cultivo eficiente de carne in vitro.
Para producir IGF-I, hemos diseñado construcciones genéticas y hemos introducido estas secuencias en Escherichia coli. Inicialmente, hemos realizado pruebas a escala de laboratorio para optimizar las condiciones de cultivo y más tarde, hemos escalado el proceso a biorreactores de tanque agitado, primero a una capacidad de 1 litro y luego a 5 litros.
La purificación del IGF-I se ha llevado a cabo mediante columnas de afinidad con cola de histidinas. Este proceso implica el uso de una etiqueta de histidina que se une específicamente a una resina en una columna de afinidad, permitiendo que solo las proteínas con esta etiqueta se adhieran. Posteriormente, se realiza un lavado para eliminar impurezas y, finalmente, se eluye el IGF-I puro de la columna, asegurando la máxima pureza del producto final.
El proyecto SMARTFARM ha demostrado ser un paso significativo hacia la producción sostenible y ética de carne cultivada. Los avances alcanzados no solo benefician a la industria alimentaria, sino que también tienen el potencial de aplicarse a otros sectores, promoviendo un enfoque más responsable y avanzado en la biotecnología.
Te invitamos a conocer más sobre este proyecto y sus innovaciones viendo el video de los resultados del proyecto en nuestro video sobre el proyecto SMARTFARM. ¡No te lo pierdas!
Este proyecto cuenta con el apoyo de la Conselleria d’Innovació, Indústria, Comerç i Turisme de la Generalitat Valenciana, a través del IVACE, y está financiado por la Unión Europea, a través del Programa FEDER Comunitat Valenciana 2021-2027.
