GFI destaca el dilema del huevo y la gallina al que se enfrenta la industria de la carne cultivada

En un seminario web organizado esta semana por The Good Food Institute, el Dr. Elliot Swartz, científico principal de carne cultivada, reconoció que, como todas las industrias nuevas, los productores de carne cultivada se encuentran actualmente en una especie de dilema del huevo y la gallina.

O como observó de forma más directa el ingeniero químico y consultor de ingeniería Dr. Dave Humbird el año pasado: "Nada de esto tiene sentido comercial hasta que todo el mundo lo consuma".

Según Swartz: “Si bien los costos de los factores de crecimiento [proteínas de señalización costosas utilizadas en los medios de cultivo celular para la carne cultivada] siguen siendo altos hoy en día, el cuello de botella es de mercado, no de tecnología: ningún fabricante está dispuesto a comprar kilogramos de FGF2, IGF1 o TGFb.

“Pero, por definición, los proveedores necesitan crecer al ritmo de la industria de la carne cultivada a la que sirven. Y esto, inevitablemente, limitará la rapidez con la que se pueden reducir ciertos costes, porque nadie va a invertir el capital necesario para crear 100 instalaciones a gran escala para factores de crecimiento [proteínas de señalización costosas que se utilizan en algunas formulaciones de medios de cultivo] si la industria solo necesita cinco instalaciones en este momento.”

Mientras tanto, afirmó: “La mayor parte de la biomasa celular en las células proliferantes está compuesta de aminoácidos [que se utilizan en formulaciones de medios basales para carne cultivada]. Actualmente, los aminoácidos que se utilizan para alimentar las células provienen principalmente de procesos de fermentación individuales, de los cuales solo algunos están suficientemente escalados”.

"La densidad celular como métrica única no cuenta toda la historia".

También reconoció que gran parte del trabajo para obtener alternativas de menor coste para ciertos componentes de los medios de cultivo —por ejemplo, fuentes no recombinantes de albúmina o aminoácidos como los hidrolizados de proteínas vegetales— todavía se encuentra en la fase de investigación.

“En realidad, todos necesitamos conocer las respuestas a estas preguntas, de lo contrario, veremos mucha investigación y esfuerzos duplicados y desperdiciados. Por lo tanto, creo que este es un ámbito propicio para publicar resultados, protocolos y métodos abiertamente, incluso si se trata de una empresa privada.”

Dicho esto, también existe una gran oportunidad para abordar estas cuestiones mediante la colaboración público-privada a través de algunos de los consorcios que ya se han formado en la industria de la carne cultivada, dado que estos retos no son fáciles de resolver.

En general, la reducción de los costos de los medios de cultivo provendrá de las economías de escala; del cambio de ingredientes farmacéuticos a ingredientes de grado alimenticio; de la búsqueda de fuentes más económicas de componentes clave de los medios de cultivo, como la albúmina; y del desarrollo de líneas celulares más eficientes que puedan prosperar con menos insumos y a menor costo, dijo Swartz.

Y esto último es clave, dijo: “Por ejemplo, las células se pueden modificar genéticamente de diversas maneras para eliminar la necesidad de ciertos factores de crecimiento [costosos] como el FGF2, así que creo que veremos cómo se incorporan cada vez más herramientas de ingeniería y edición genética al proceso para abordar algunas de estas preocupaciones sobre la escalabilidad”.

En lo que respecta a la evaluación del progreso de las empresas en este sector, señaló que, si bien indicadores como la densidad celular o el coste de los medios de cultivo por litro son importantes, no deben juzgarse de forma aislada.

Si la alta densidad celular solo se logra utilizando mucho más medio de cultivo, por ejemplo, puede que no sea muy significativo, dijo.

De igual modo, si algunas células pueden prosperar con menos insumos, el precio por litro de medio de cultivo debería analizarse desde una perspectiva diferente. En definitiva, según él, lo que importa es cuánto cuesta producir un kilo de carne.

“La pregunta que debemos hacernos es: ¿qué cantidad (masa) de ingredientes del medio de cultivo es necesaria para producir 1 kg de carne cultivada en su proceso de producción?”

¿Ampliar verticalmente o expandir horizontalmente?

En cuanto a la infraestructura óptima para la producción de carne cultivada, afirmó: "No hay muchos datos primarios disponibles, porque las empresas apenas están comenzando a construir sus primeras instalaciones". Sin embargo, según los modelos elaborados hasta la fecha, las instalaciones a gran escala que utilizan biorreactores de tanque agitado podrían costar entre 300 millones y más de mil millones de dólares, con costos de capital por tonelada que oscilan entre 45.000 y 109.000 dólares, lo que impulsa la investigación de tipos alternativos de biorreactores y diseños de plantas más económicos.

“Si las empresas de carne cultivada logran demostrar la viabilidad de sus producciones a volúmenes superiores a 25.000 litros [la mayor escala conocida para el cultivo de células de mamíferos], esto podría reducir los riesgos para el sector, ya que indicaría que estas empresas podrían aprovechar estas economías de escala”, afirmó Swartz.

Sin embargo, al aumentar la escala, existe un gran riesgo. A mayor escala, el suministro equitativo de oxígeno y nutrientes a todas las células del recipiente se vuelve más complejo. Además, al aumentar el tamaño del recipiente, se generan diferencias de presión entre las células de la parte inferior y superior, lo que puede afectar su viabilidad.

“Una de las cosas que me parece interesante, aunque desconozco su viabilidad, es el uso de nanoburbujas para la oxigenación, lo cual podría ser interesante para abordar la oxigenación a gran escala.”

Cuanto mayor sea el reactor, mayores serán las pérdidas en caso de contaminación, afirmó. «Y si no se utilizan salas blancas farmacéuticas [para ahorrar dinero], esto expone potencialmente [la operación] a mayores tasas de contaminación. Pero existen diferentes filosofías. Algunos escépticos creen que cultivar células a gran escala en lotes de producción que duran semanas en un entorno no farmacéutico es un callejón sin salida.

Otros creen que esto no representa un obstáculo tan grande; simplemente nunca se ha hecho antes. También se están explorando otras posibles soluciones, como el uso de péptidos antimicrobianos que actúan como una segunda capa de defensa al añadirlos al medio de cultivo celular para prevenir la contaminación.

Ante todo, afirmó: “Unos procesos de producción más eficientes [tiempos de duplicación celular más rápidos, mayor densidad celular, reducción de los costes de los medios de cultivo] implican la necesidad de menos biorreactores en la planta y menos personal para operar y mantener los equipos, lo que reduce la carga de costes general”.

Modos de funcionamiento

En cuanto a los modos de operación (lote, lote alimentado, perfusión, etc.), la mejor opción puede depender de sus líneas celulares, dijo. “Sabemos que muchas empresas están desarrollando procesos continuos o de perfusión, pero según un análisis de Ark Biotech, estos podrían tener limitaciones a medida que aumenta el tamaño de su biorreactor o si no puede reducir sus costos de medios de cultivo lo suficiente.

“La pregunta es: ¿cómo podemos aumentar la densidad celular y, al mismo tiempo, reducir los costes del medio de cultivo?”

Viabilidad

En estos momentos, dijo Swartz, “creo que aún no conocemos el costo real de la producción de carne cultivada. Se están explorando muchos escenarios y enfoques de producción diferentes, por lo que es muy difícil proporcionar una cifra única”.

“Creo que también es fundamental contextualizar el producto y determinar si se trata de un híbrido [que combina carne de origen vegetal y carne cultivada en laboratorio], especialmente al analizar cómo se comparan los costes con los de la carne convencional, así como su viabilidad general.”

Si las empresas buscan un producto de alta gama como el foie gras o el atún rojo toro, un producto cárnico 100 % cultivado puede ser una estrategia viable para lograr competitividad en costos, afirmó Swartz. «Si las empresas buscan carnes comunes como pollo, cerdo, res y ciertos mariscos, entonces los productos híbridos con bajas tasas de inclusión ofrecen la forma más viable de alcanzar la competitividad en costos. Sin embargo, el plazo es incierto».