Cómo la biología sintética está cambiando la forma en que producimos alimentos

La agricultura celular emergió como una innovadora forma de producir alimentos. Emplea la biología sintética y técnicas de ingeniería para cultivar proteínas y grasas, sin depender de la cría de animales.

Esta tecnología, en constante avance, abarca desde alimentos para mascotas hasta lácteos y gelatina. Este enfoque ha transformado la forma en que se concibe la producción de alimentos.

Concepto de biología sintética

La biología sintética se define como la aplicación de principios de diseño y fabricación de ingeniería a los sistemas biológicos. En otras palabras, se trata de diseñar y construir organismos vivos, o partes de ellos, para cumplir funciones específicas. Esto puede implicar la modificación de microorganismos para producir compuestos químicos de interés, la creación de cultivos resistentes a enfermedades o condiciones adversas, o incluso la generación de alimentos más nutritivos y sostenibles.

Uno de los campos más prometedores de la biología sintética aplicada a la alimentación es la producción de alimentos funcionales. Estos son alimentos enriquecidos con ingredientes que proporcionan beneficios adicionales para la salud, como vitaminas, minerales, ácidos grasos omega-3 o compuestos antioxidantes. Mediante la ingeniería genética, es posible introducir genes de otros organismos en plantas o microorganismos para que produzcan estos compuestos de forma natural. De esta manera, se pueden obtener alimentos más saludables y nutritivos sin necesidad de añadir aditivos artificiales.

Otro aspecto importante de la biología sintética en la producción de alimentos es la creación de cultivos resistentes a enfermedades, plagas y condiciones climáticas extremas. Mediante la modificación genética, es posible conferir a las plantas una mayor resistencia a enfermedades comunes, como el mildiú polvoriento o la roya, o a condiciones adversas, como la sequía o las heladas. Esto no solo reduce la necesidad de pesticidas y agroquímicos, sino que también aumenta la productividad de los cultivos y garantiza la seguridad alimentaria en regiones propensas a desastres naturales.

La biología sintética y los alimentos

La biología sintética es un interesante campo interdisciplinario que fusiona la biología y la ingeniería para diseñar y modificar sistemas biológicos. Esta disciplina se centra en la aplicación de principios de ingeniería a organismos vivos, con el objetivo de crear nuevas formas de vida capaces de realizar funciones específicas.

Desde su surgimiento como un campo diferenciado, la biología sintética ha alcanzado numerosos hitos. Uno de ellos fue la creación del primer genoma sintético en 2010, logrado por Craig Venter y su equipo, sentando las bases para la manipulación genética a gran escala.

Otros avances notables incluyen la producción de bacterias modificadas capaces de generar biocombustibles, medicamentos y otros productos valiosos. Los científicos están trabajando en el desarrollo de cultivos genéticamente modificados capaces de resistir condiciones adversas como la sequía y las plagas.

La carne de cultivo celular

La carne de cultivo celular, también conocida como carne cultivada o carne cultivada en laboratorio, es un producto revolucionario de la agricultura celular. Se produce utilizando muestras de tejido tomadas de animales vivos, las cuales se cultivan de manera sostenible y compasiva en biorreactores.

Esta tecnología emergente representa una alternativa clave a la industria ganadera tradicional. Aborda la creciente demanda de carne de una manera más respetuosa con el medio ambiente y los animales.

En junio de 2023, el Servicio de Inocuidad e Inspección de los Alimentos (FSIS) del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA) otorgó la aprobación de etiqueta y la concesión de inspección a dos empresas estadounidenses que fabrican carne de cultivo celular: Upside Foods y Good Meat.

Esta decisión marcó un hito importante en el proceso reglamentario de Estados Unidos. A partir de ella, se permite a estas empresas, con sede en California, vender sus productos de pollo cultivado en restaurantes.

La fermentación de precisión

La agricultura celular también introdujo un innovador enfoque para la producción de proteínas animales, utilizando la fermentación microbiana de precisión.

Esta técnica aprovecha herramientas de biología sintética, como la ingeniería de cepas, para diseñar células microbianas. Estas actúan como fábricas celulares, produciendo una amplia gama de moléculas orgánicas, especialmente proteínas.

En la cadena de suministro de alimentos, la fermentación de precisión se ha convertido en una herramienta invaluable para crear una variedad de productos. Se producen desde proteínas vegetales a partir de células de levadura hasta proteínas de suero de leche sin la necesidad de productos lácteos ni animales.

Para optimizar la eficiencia de la ingeniería de cepas, se ha implementado la automatización para reemplazar los procesos manuales de cribado y selección de colonias. La selección de grandes cantidades de colonias microbianas de alto rendimiento es fundamental para escalar la producción de alimentos creados mediante fermentación de precisión.

Un camino con gran futuro

La biología sintética ofrece soluciones innovadoras que pueden transformar la agricultura, la producción alimentaria y la gestión medioambiental. Al avanzar en estas áreas, podemos trabajar hacia un futuro más sostenible y resiliente, beneficiando tanto al medio ambiente como a la sociedad en su conjunto.

De cualquier modo, la biología sintética, como cualquier avance tecnológico, conlleva importantes consideraciones éticas.

El riesgo de que organismos modificados escapen y causen daños es una preocupación fundamental. Es evidente la necesidad de establecer normas y protocolos de seguridad estrictos para minimizar estos peligros y proteger tanto el medio ambiente como la salud pública.

A través de un diálogo transparente, la promoción de prácticas responsables y la colaboración entre todas las partes interesadas, se puede aprovechar todo el potencial de la biología sintética sin incurrir en riesgos.

Lecturas recomendadas

Biología sintética en la agricultura

Alimentos sintéticos y su proyección de futuro