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

En un seminario web organizado por The Good Food Institute esta semana, 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 situación de "el huevo o la gallina". O como lo expresó el ingeniero químico y consultor de ingeniería Dr.

Dave Humbird observó con mayor franqueza 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 medios de cultivo celular para 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 costo para ciertos componentes de los medios de cultivo —por ejemplo, fuentes no recombinantes de albúmina o aminoácidos como los hidrolizados de proteínas vegetales— todavía está en la etapa de investigación. «Realmente todos necesitan saber las respuestas a estas preguntas, de lo contrario veremos mucha investigación y esfuerzos duplicados y desperdiciados».

Así pues, creo que este es un ámbito propicio para la publicación abierta de resultados, protocolos y métodos, incluso para empresas privadas. «Dicho esto, también existe una gran oportunidad para abordar estas cuestiones mediante la colaboración público-privada a través de algunos de los consorcios ya formados 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; el cambio de ingredientes farmacéuticos a ingredientes alimentarios; la búsqueda de fuentes más económicas de componentes clave de los medios de cultivo, como la albúmina; y el desarrollo de líneas celulares más eficientes que puedan prosperar con menos insumos y a menor costo, afirmó Swartz. Y esto último es fundamental, añadió: “Por ejemplo, las células pueden modificarse genéticamente de diversas maneras para eliminar la necesidad de ciertos factores de crecimiento [costosos] como el FGF2, por lo que creo que veremos cada vez más herramientas de ingeniería y edición genética incorporadas al proceso para abordar algunas de estas preocupaciones de escalabilidad”.

“Se podrían necesitar millones de kilogramos de albúmina para abastecer menos del 1% del volumen de producción mundial de carne”. Dr. Elliot Swartz, científico principal de carne cultivada, GFI. “La densidad celular como métrica única no cuenta toda la historia”.

En cuanto a la evaluación del progreso de las empresas del sector, señaló que, si bien indicadores como la densidad celular o el costo del medio de cultivo por litro son importantes, no deben considerarse de forma aislada. Por ejemplo, si una alta densidad celular se logra únicamente utilizando una mayor cantidad de medio de cultivo, puede que no sea un dato muy relevante, afirmó.

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 hay que hacerse es: ¿qué cantidad (masa) de ingredientes del medio es necesaria para producir 1 kg de carne cultivada en su proceso de producción?” ¿Ampliar o reducir la escala? En cuanto a la infraestructura óptima para la producción de carne cultivada, dijo: “no hay muchos datos primarios en los que basarse, porque las empresas apenas están empezando a construir sus primeras instalaciones”. Pero según el trabajo de modelado realizado hasta la fecha, las instalaciones a gran escala que utilizan biorreactores de tanque agitado podrían costar entre 300 millones y más de 1.000 millones de dólares, con costos de capital por tonelada que oscilan entre 45.000 y 109.000 dólares.

Esto impulsa la investigación de tipos alternativos de biorreactores y diseños de plantas más económicos. "Si las empresas de carne cultivada logran demostrar ciclos de producción exitosos con volúmenes superiores a 25 000 litros [la escala más alta conocida para el cultivo de células de mamíferos], esto podría reducir los riesgos para la industria, ya que indicaría que estas empresas podrían aprovechar estas economías de escala", afirmó Swartz.

Sin embargo, cuando se trata de aumentar la escala, existe un gran riesgo. Al trabajar con escalas mayores, el suministro equitativo de oxígeno y nutrientes a todas las células del recipiente se vuelve más complicado.

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 que 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 línea de defensa al añadirlos al medio de cultivo celular para prevenir la contaminación. Sobre todo, afirmó: «Unos procesos de producción más eficientes [tiempos de duplicación celular más rápidos, mayor densidad celular, reducción de los costes del medio de cultivo] implican la necesidad de menos biorreactores en la planta y menos personal para operar y mantener el equipo, 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 proporcionar contexto para el producto y si es o no un híbrido [que combina carne de origen vegetal y carne cultivada en células], especialmente al hablar de cómo se comparan los costos con la carne convencional, así como la viabilidad general”. Si las empresas buscan un producto de alta gama como el foie gras o el atún rojo toro, un producto de carne 100% cultivada puede ser un enfoque viable para la competitividad de costos, dijo Swartz. “Si las empresas buscan carnes básicas como pollo, cerdo, res y ciertos mariscos, entonces los productos híbridos con bajas tasas de inclusión ofrecen la forma más viable de abordar la competitividad de costos.

Sin embargo, el cronograma es incierto.” Vea al Dr.