La agricultura celular es un pilar clave en el sector de la nueva alimentación, que también incluye alternativas basadas en plantas, microrganismos e insectos. Posicionada para un rápido crecimiento en la próxima década, la agricultura celular desempeñará un importante papel para satisfacer las futuras necesidades nutricionales, al tiempo que aliviará la presión sobre los actuales sistemas de producción de alimentos y el medio ambiente.

¿Cómo funciona?

La agricultura celular utiliza células individuales de plantas y animales u organismos unicelulares para elaborar productos agrícolas. Entre ellos se encuentran las carnes, los mariscos, los productos lácteos y otros alimentos ricos en proteínas e ingredientes funcionales que se producen mediante ingeniería de tejidos o fermentación de precisión sin necesidad de “cultivar” animales o plantas enteras.

La ingeniería de tejidos se emplea para fabricar carne, mariscos y leche a base de células o cultivos. Para producir carne y marisco de origen celular, se toman células madre naturales o modificadas genéticamente de un animal vivo y se cultivan en condiciones ricas en nutrientes en un biorreactor, utilizando los mecanismos de crecimiento y reparación propios de la naturaleza. Las células se diferencian en tipos –músculo o grasa– y luego se cultivan o se procesan posteriormente como carne picada.

Un método similar se utiliza para producir leche celular. En este caso, las células de las glándulas lácteas de los mamíferos se inmovilizan en un biorreactor de fibra hueca. Como resultado, las células segregan leche entera que tiene el mismo perfil de macronutrientes que la leche materna humana o de vaca, dependiendo de la fuente celular.

La fermentación de precisión amplía los métodos bien establecidos que se utilizan en las industrias alimentaria y farmacéutica. El proceso consiste en tomar el gen que codifica, por ejemplo, una proteína diana 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, haciendo que produzca esa proteína en grandes cantidades. La proteína resultante se separa de las células huésped, se purifica y, por lo general, se seca para crear un polvo, que puede utilizarse como edulcorante, como ingrediente en helados de base láctea o como colágeno, por ejemplo.

Del mismo modo, la fermentación de precisión se utiliza en la producción de componentes vegetales, como el hemo de soja. Aquí, el ADN se toma de una planta de soja y se inserta en una levadura mediante ingeniería genética. Tras la fermentación, el hemo de soja, que es similar a la hemoglobina animal, puede emplearse en análogos de la carne para impartir un color rojo o rosado, es decir, una textura similar y un sabor similar.

¿Cuáles son los retos?

Lograr la capacidad a escala industrial y la paridad de precios de los productos de agricultura celular requiere superar obstáculos específicos.

Para la ingeniería de tejidos esto incluye:

• reducir los costes de material mediante: el uso de la fermentación de precisión para producir componentes de medios de cultivo (por ejemplo, péptidos), el reciclaje de los medios y el uso de líneas celulares menos exigentes 
• aumentar la eficiencia de la producción mediante: el diseño de biorreactores adecuados para su propósito que sean grandes y escalables pero que minimicen el daño celular

Para la fermentación de precisión esto incluye:

• mejorar la productividad y eficiencia del anfitrión
• reducir los requisitos de esterilidad para disminuir los costes de producción
• reciclar el calor metabólico y capturar el CO2 para su reutilización con el fin de aumentar la eficiencia energética y minimizar las emisiones de efecto invernadero

¿Cómo podemos maximizarlo?

Alcanzar todo el potencial de la agricultura celular llevará décadas, aunque hay pasos que dar para ganar impulso. Uno de ellos es ir a por la fruta más fácil, como empezar con cepas de levadura preaprobadas en los procesos de fermentación de precisión. Otro paso es el de los productos híbridos, que combinan componentes de origen celular con alimentos de origen vegetal, mejorando el sabor, textura y nutrición de estos últimos. Además, los hongos y los productos de origen vegetal pueden utilizarse como soportes para el crecimiento de células musculares, reduciendo los costes de producción.

A un nivel macroeconómico, las agencias reguladoras tendrían que debatir ahora sobre lo que se requiere para llevar los nuevos alimentos al mercado antes de que reciban las solicitudes de aplicación. Esto sería beneficioso para todas las partes interesadas y mejoraría la eficacia y rapidez con que se comercializan los productos. Obviamente, otro factor importante es el aumento de la inversión en empresas de nueva creación y en compañías centradas en agricultura celular para acelerar la I+D e incrementar la producción, garantizando, por supuesto, el uso de energías renovables en todo momento.

Por último, para que estos productos ganen adeptos, es imprescindible generar la confianza de los consumidores. Esto requiere una comunicación periódica transparente sobre cómo se fabrican estos productos, y qué relación guardan con los alimentos y medicamentos que la gente ya disfruta, y de los que depende a diario, ya sea el queso o la insulina.

Una previsión de McKinsey & Co considera que la carne cultivada, por ejemplo, alcanzará la paridad de costes con la carne producida de forma convencional en 2030. Eso significa que el momento de debatir es ahora.