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Producción de carne a partir de células

La FAO hace un análisis prospectivo pensando en el futuro de la seguridad alimentaria

Al mismo tiempo que el mundo comienza a comprender la importancia de transformar los sistemas agroalimentarios para que sean más sostenibles y conscientes del medio ambiente, también existe una creciente demanda de los consumidores por productos alimenticios de origen animal (FAO, 2018). La intensificación de la producción animal puede contrastar con los objetivos de sostenibilidad, dando como resultado compensaciones en varios aspectos ambientales, seguridad alimentaria y bienestar animal (FAO, 2020; Henchion et al., 2021; OCDE y FAO, 2021). Las nuevas tecnologías presentan una alternativa potencial: la producción de animales terrestres y acuáticos sin necesidad de cría y matanza a gran escala.

En 1932, Winston Churchill declaró: “Evitaremos el absurdo de criar un pollo entero para comer la pechuga o el ala, criando estas partes por separado en un medio adecuado” (Churchill, 1932). Después de décadas de investigación y desarrollo, la tecnología ha madurado y su idea se ha hecho realidad. La producción puede realizarse a través del cultivo in vitro de células animales y luego procesarse en productos cuya composición puede ser equivalente a los alimentos convencionales sin necesidad del animal completo (Kadim et al., 2015; Post, 2014).

            Desde los estudios iniciales a principios de la década de 2000, las metodologías de producción de alimentos basadas en células se han caracterizado bien, lo que significa que ahora están listas para pasar de los laboratorios a las plantas de producción. En 2013 se presentó al mundo la primera hamburguesa de res generada mediante esta tecnología (Jha, 2013). En diciembre de 2020, una autoridad competente de Singapur aprobó los primeros nuggets de pollo a base de células. A noviembre de 2021, hay al menos 76 empresas que desarrollan productos similares en todo el mundo (Byrne, 2021). Muchos tipos de productos y materias primas, como varios tipos de carne, aves, pescado, productos acuáticos, lácteos y huevos, están en proceso de comercialización futura.

Terminología y definiciones

Actualmente se utilizan varios términos, ya que aún no exist e una terminología armonizada internacional para indicar este tipo de producto alimenticio o el proceso de producción (Ong, Choudhury y Naing, 2020). Por ejemplo, algunas personas llaman a estos análogos carne “cultivada”, “basada en células” o “de cultivo”. Los comercializadores de productos pueden llamarlos carne “libre de animales”, “limpia” o “libre de sacrificio”. A los efectos del presente escrito, y sin establecer un precedente, se utiliza el término “basado en células”. Algunos pueden identificar toda la tecnología como “agricultura celular” o “cultivo de células”. La falta de definiciones claras para estos términos crea la posibilidad de confusión. Las autoridades nacionales serán más efectivas si la terminología que utilizan es 1) transparente y representativa de los productos; 2) informativa para el etiquetado de alimentos, comunicando claramente a los consumidores que los productos producidos a través de la nueva tecnología son diferentes de los convencionales con los que están familiarizados, pero que también pueden contener los mismos alérgenos potenciales; y 3) no menospreciar ni generar reacciones en los consumidores (Hallman y Hallman, 2020).

Implicaciones a considerar para la inocuidad de los alimentos

Descripción general de producción y mapeo de peligros y preocupaciones

La seguridad alimentaria es una de las principales preocupaciones cuando se aplica una nueva tecnología a la producción de alimentos. Dentro del paradigma del análisis de riesgos, el primer paso de la evaluación de la seguridad es la identificación de peligros, que se puede realizar siguiendo los pasos de producción. Para la producción basada en células, las metodologías y los pasos pueden variar mucho según la empresa, el producto final deseado, las instalaciones de fabricación y el equipo. Para ilustrar el proceso de identificación de peligros para la inocuidad de los alimentos, en el Cuadro 1 se presenta una descripción general genérica de los pasos de producción, seguida de un mapa genérico de posibles peligros y preocupaciones (Tabla 1).

Tabla 1 – Un mapa genérico de peligros/preocupaciones potenciales en los procesos de producción de alimentos basados en células

Posibles peligros/preocupaciones de seguridad alimentaria

Líneas celulares de origen: las líneas celulares de partida a menudo se obtienen de un animal de elección vivo o sacrificado, con posterior aislamiento celular. Una alternativa común es utilizar células madre pluripotentes inducidas (iPSC), células adultas reprogramadas que pueden diferenciarse en cualquier tipo de células (Takahashi y Yamanaka, 2006). Aunque las iPSC se han estudiado bien en ratones desde su descubrimiento, los protocolos de diferenciación para varias células animales de ganado, como el pollo, siguen siendo difíciles de alcanzar (Post et al., 2020). La posibilidad de aparición de enfermedades infecciosas zoonóticas y enfermedades transmitidas por los alimentos se reduce considerablemente en comparación con la producción ganadera convencional (Treich, 2021), pero se debe tener en cuenta el uso de suero animal en los medios de cultivo, que pueden introducir patógenos, incluidos virus, bacterias, parásitos y priones (Hadi y Brightwell, 2021; Ong et al. 2021). Sin embargo, la detección temprana de infecciones celulares a través de un control cuidadoso puede limitar en gran medida estos peligros. Además, como en cualquier proceso de producción de alimentos, es fundamental seguir las buenas prácticas de higiene (BPH). La producción a partir de células se puede realizar en un entorno bien controlado sin riesgo de contaminación por heces o fuentes externas (Chriki y Hocquette, 2020). Sin embargo, la aplicación de antibióticos durante algunos de los pasos de producción aún puede ser necesaria. En consecuencia, los residuos pueden permanecer en el producto final como residuos antimicrobianos (Agmas y Adugna, 2018).

Componentes del medio de crecimiento: los medios de cultivo a base de suero animal, especialmente aquellos con suero fetal bovino (FBS), son la opción más común (Hadi y Brightwell, 2021; Post, 2012; Post et al., 2020) y pueden presentar un mayor riesgo de contaminación microbiológica (Chriki y Hocquette, 2020). Dichos peligros pueden gestionarse y controlarse mediante el monitoreo adecuado de patógenos clave (Specht et al., 2018). Además, ha habido un esfuerzo sustancial en el desarrollo de medios sin suero animal para superar las preocupaciones relacionadas con FBS y actualmente hay al menos 100 formulaciones de medios diferentes disponibles (Andreassen et al., 2020).

Superficies de adhesión:para que las células aumenten de tamaño y generen fibras musculares, se unen a estructuras 3D, que estimulan físicamente a las células. Estos andamios pueden ser sintéticos o compuestos de materiales comestibles, estos últimos pueden ser preferibles ya que no es necesario retirarlos del producto final (Allan, Ellis y De Bank, 2021; Campuzano, Mogilever y Pelling, 2020; MacQueen et al., 2019). La mayoría de los biomateriales utilizados como andamios en la producción de alimentos a base de células no se conoce que causen reacciones alérgicas al consumirlos. Se debe prestar mucha atención para garantizar que no se introduzcan materiales derivados de fuentes conocidas de alergenicidad. Por ejemplo, la quitina o el quitosano pueden desencadenar respuestas alérgicas en personas que también son alérgicas a los crustáceos.

Cambios en las propiedades físico-químicas: para obtener un crecimiento celular exponencial y una densidad celular óptima, las líneas celulares iniciales se subcultivan constantemente (Masters y Stacey, 2007). Como en todas las líneas celulares a las que se les permite propagarse a lo largo de muchas generaciones, puede existir el riesgo de que se produzca una deriva genética o epigenética y esto debe controlarse adecuadamente (Ong et al., 2021).

Crioprotectores: se pueden usar crioprotectores como la inulina y el sorbitol para el almacenamiento celular (Elliot et al., 2017). Se debe tener cuidado de que no se produzca transferencia al producto final en concentraciones que puedan causar un riesgo para los consumidores (MacDonald y Lanier, 1997; Savini et al., 2010).

Contaminación microbiológica durante todo el proceso: al igual que con todas las técnicas de fermentación y procesamiento de alimentos, la limpieza de las operaciones, el control continuo y el cumplimiento estricto de las buenas prácticas de higiene y de manufactura son fundamentales para evitar la contaminación microbiológica, que puede ocurrir en cualquier paso del proceso de producción. La aplicación del sistema de análisis de peligros y control de puntos críticos (HACCP) también se considera eficaz.

Evaluación de la seguridad alimentaria del producto final

La FAO, junto con la Organización Mundial de la Salud (OMS), proporcionan asesoramiento científico al Codex Alimentarius -el organismo internacional que establece las normas alimentarias- de acuerdo con los principios y directrices establecidos para la evaluación de riesgos de sustancias individuales, como aditivos químicos, residuos y contaminantes (FAO, 2021a), evaluación de riesgos microbiológicos (FAO, 2021b) y evaluación de la inocuidad de los alimentos (FAO y OMS, 2011). La caracterización molecular, el análisis bioquímico/físico, la evaluación de la toxicidad y la alergenicidad y el análisis de la composición nutricional son los elementos principales de la evaluación genérica de la inocuidad de los alimentos (FAO y OMS, 2008). Los expertos sugieren que dichos principios y metodologías estandarizados son aplicables para la evaluación de la inocuidad del producto final de los alimentos basados ​​en células. Todas las evaluaciones de riesgo de los alimentos se realizan caso por caso, y aún no ha habido un consenso sobre en qué casos los productos alimenticios a base de células requieren una evaluación de riesgos por separado.

Consideraciones sobre novedad y seguridad alimentaria

Ong et al. (2021) ha enumerado las áreas clave de investigación para mejorar la garantía de inocuidad de los productos alimenticios a base de células y afirman que es importante centrarse en la novedad de los productos. A pesar de las posibles brechas de conocimiento y las incertidumbres que pueden estar presentes, es poco probable que la mayoría de los peligros y preocupaciones identificados sean nuevos, por lo que es clave priorizar cualquier novedad y diferencia en el proceso y los productos (Ong et al., 2021).

¿Cuáles son los impulsores y otras consideraciones clave? ¿Es carne?

La tecnología de “cultivo celular” puede utilizar como fuente tanto células vegetales como animales, y también puede conducir a la producción de productos acelulares como leche, proteínas o grasas (Rischer, Szilvay y Oksman-Caldentey, 2020). Si bien las alternativas a la carne a base de plantas no se clasificarían como carne, aún no está claro si esto también es cierto para los productos alimenticios a base de células animales. Además, si la carne a base de células se clasifica como carne y/o incluye “carne” en su nombre, puede tener varias implicaciones para las reglamentaciones existentes para el etiquetado y la garantía de seguridad y calidad.

¿Quién debería estar a cargo?

El glosario de la Organización Mundial de Sanidad Animal (OIE) establece que la carne “significa todas las partes comestibles de un animal” (OIE, 2021), pero un animal no necesariamente tiene que estar involucrado en la producción de alimentos a base de células. Por lo tanto, la nomenclatura elegida puede definir quién supervisará a nivel normativo la gestión de los productos alimenticios a base de células. Dependiendo de los marcos regulatorios nacionales y de la categorización elegida, estos productos pueden estar sujetos a las regulaciones 1) de carne/ganado (u otro sector relacionado con productos básicos), 2) de proteínas alternativas, 3) de nuevos alimentos, 4) de inocuidad de alimentos o 5) de cualquier combinación de las anteriores.

Sostenibilidad y medio ambiente

Si bien se espera un menor uso de la tierra para la producción de alimentos basada en células en comparación con la ganadería convencional, esta comparación no es sencilla, ya que la ganadería también desempeña funciones ambientales importantes, como mantener el contenido de carbono del suelo y la fertilidad del suelo (Chriki y Hocquette, 2020). Según Mattick (2018), la producción de alimentos a base de células también puede tener un potencial reducido de eutrofización, similar a la producción avícola convencional, pero menor que la carne de res o cerdo (Tabla 2). La ventaja potencial de la carne a base de células sobre el ganado en términos de emisiones de gases de efecto invernadero no está clara. Las emisiones de metano (CH4) son la principal preocupación de los rumiantes, además del dióxido de carbono (CO2) y el óxido nitroso (N2O). Por el contrario, el CO2 es el principal gas de efecto invernadero asociado con la producción de alimentos a base de células debido al alto uso de energía fósil. Lynch y Pierrehumbert (2019) concluyeron a través de sus estudios de modelado que la ganadería puede ser una mejor opción que la producción de carne basada en células debido al alto uso de energía de combustibles fósiles de esta última, suponiendo que se mantienen los patrones actuales de consumo de carne. Mattick et al. (2018) sugirieron que la carne a base de células podría implicar algunas compensaciones, con un alto uso de energía que conduce a impactos de calentamiento global potencialmente mayores que la carne de cerdo o aves, pero menor que la carne de res, al tiempo que conserva posibles ganancias en el uso de la tierra. Smetana et al. (2015) señalaron que entre la carne de células, las diversas alternativas proteicas (de origen vegetal, micoproteico, lácteo) y la carne de pollo, la carne a base de células tenía el mayor impacto ambiental debido a sus altos requerimientos energéticos, pero tenía un menor uso de la tierra y menor potencial de eutrofización. Esto puede llevar a las autoridades nacionales a considerar la necesidad de una evaluación y seguimiento del impacto ambiental general, además de la necesidad de garantía de la inocuidad.

Tabla 2 – Comparación del impacto ambiental estimado de producir 1 kg de carne (convencional vs basada en células) en los EE.UU.

Seguridad alimentaria y nutricional

Los alimentos a base de células deben producirse en interiores sin verse afectados por condiciones climáticas extremas; por lo tanto, algunos desarrolladores afirman que esto puede contribuir a la seguridad alimentaria. Además, los productos derivados de animales (carne, pollo, lácteos, huevos, pescado y productos alimenticios acuáticos) son una fuente importante de proteínas. Buscar formas más eficientes de producir tales proteínas puede ayudar a garantizar la seguridad nutricional. Algunos presentan la producción de alimentos a base de células como una opción para aquellos que quieren actuar de manera responsable sin alterar sus dietas y normas culturales (Chikri y Hocquette, 2020; Shapiro, 2018). Además, se sugiere que algunos países pueden encontrar atractiva la tecnología para hacer que su suministro de alimentos sea más autosuficiente a través de la producción basada en células, sin tener que expandir e intensificar su producción ganadera y/o acuícola actual.

Bienestar de los animales

Algunos impulsores apoyan la importancia de esta tecnología con la afirmación de que mejorará drásticamente el bienestar animal (Bhat, Kumar y Fayaz, 2015), ya que se espera que la cantidad total de ganado criado y sacrificado se reduzca en forma significativa (Schaefer y Savulescu, 2014). Sin embargo, dado que el primer paso suele ser realizar biopsias en los animales para recolectar las células, es posible que algunos todavía tengan preocupaciones sobre los problemas de bienestar animal, ya que algunos animales aún tendrían que criarse (Alvaro, 2019) y potencialmente sacrificarse.

Pérdida de alimentos

Desde la perspectiva de la pérdida de alimentos, la utilización de reses ha sido un problema desafiante en la ganadería convencional. Hay empresas -como los fabricantes de gelatina, alimentos para mascotas y alimentos para peces- que utilizan subproductos del ganado y, por lo tanto, ayudan a reducir la pérdida de alimentos. La producción de carne a partir de células puede contribuir en gran medida a resolver los problemas relacionados con la utilización de canales (Stephens et al., 2018). Sin embargo, no se han explorado los impactos ambientales que pueden ocurrir si otros productos de la ganadería, como el cuero y la lana, se producen por separado y los impactos económicos en dichas industrias (Mattick, Landis y Allenby, 2015).

Productos alimenticios acuáticos a base de células  

Si bien la producción de alimentos acuáticos a partir de células puede abrir la puerta a países con pocos recursos acuáticos, este sector específico tiene una consideración adicional relacionada con la terminología. Los productos de la acuicultura generalmente se denominan pescados/mariscos “criados” o “cultivados” para distinguirlos de las capturas silvestres. Por lo tanto, los términos utilizados para la producción a base de células pueden necesitar palabras diferentes para diferenciarlos claramente los productos de la acuicultura (Hallman y Hallman, 2020).

Ética, religión, estilo de vida y filosofía

Como la tecnología requiere una cantidad mucho menor de animales que la ganadería convencional, los productos alimenticios a base de células pueden ser atractivos para quienes siguen un estilo de vida vegetariano o vegano. Cualquier problema ético que surja con respecto a esta producción necesitará la debida consideración. Además, se pueden hacer preguntas sobre si dichos productos pueden considerarse Kosher, Halal, etc., de acuerdo con las respectivas religiones, valores y/o tradiciones (Hamdan et al., 2018; Krautwirth, 2018).

Percepciones del consumidor

No todos los consumidores necesariamente conocen la ciencia detrás de la producción de alimentos a base de células, y la terminología eventualmente afectará el significado y las connotaciones atribuidas a los productos alimenticios así producidos (Bryant y Barnett, 2019; Byrant et al., 2019). Aprendiendo de la producción de alimentos impulsada por la tecnología en el pasado, es muy importante que las autoridades comprendan las percepciones de los consumidores en el contexto local y comiencen un diálogo inclusivo y transparente con ellos en la etapa más temprana posible (Nucci y Hallman, 2015).

Costos de producción y precios de los productos

La primera hamburguesa de carne de res a base de células se creó a un costo de U$S 375.000 en 2013 (Kupferschmidt, 2013) y el primer nugget de pollo a base de células a U$S 50 en 2019 (Corbyn, 2020). Los costos de producción de la carne a base de células han disminuido, pero siguen siendo caros para la venta al por menor a gran escala. Actualmente, los medios de crecimiento representan la mayor parte de los costos totales de producción (Choudhury, Tseng y Swartz, 2020; Swartz, 2021). Además, la sustitución de la energía basada en combustibles fósiles por fuentes de energía renovables, el mantenimiento de un suministro adecuado de oxígeno, el tratamiento de aguas residuales, el transporte hacia todo el mundo y los gastos de mano de obra también pueden aumentar el costo del producto final (Mattick, 2018; Risner et al., 2020). Sin embargo, los productos alimenticios a base de células tienen el potencial de venderse a U$S 5,66 por kg para 2030, que es más barato que algunas de las carnes convencionales actualmente en el mercado (Swartz, 2021).

Regulaciones para la comercialización

Si los productos alimenticios a base de células entran en una categoría que requiere evaluaciones de inocuidad de acuerdo con los marcos normativos existentes, es responsabilidad de las autoridades competentes establecer los procedimientos para tales evaluaciones. Asimismo, si los consumidores exigen un etiquetado especial, es responsabilidad de las autoridades pertinentes establecer una política clara. El etiquetado no suele ser un tema sencillo de gestionar, ya que casi siempre requiere la cuantificación de los ingredientes/productos. Por lo tanto, en este caso, la política deberá establecer un umbral de la cantidad de alimento que se ha producido mediante técnicas basadas en células con fines de etiquetado.

El comercio internacional

Siempre es importante considerar el caso de aprobaciones regulatorias asincrónicas. Es posible que algunos países ni siquiera requieran aprobaciones y que algunos con capacidades técnicas limitadas pueden tener dificultades para establecer el proceso de aprobación. Sin embargo, la realidad es que una vez que un producto alimenticio a base de células ha sido aprobado en un país, es sólo cuestión de tiempo para que viaje a otro país donde los marcos regulatorios pueden ser diferentes. Por esta razón, es importante tener diálogos globales inclusivos en una etapa temprana para que el intercambio de información y experiencias pueda beneficiar a muchos países de bajos y medianos ingresos (LMIC). La FAO ha iniciado varias iniciativas para brindar asesoramiento científico sobre las consideraciones de seguridad alimentaria de los productos alimenticios a base de células.

¿Cuál es el camino a seguir?

Como ya se explicó, la mayoría de los peligros potenciales en esta tecnología no son nuevos. Por lo tanto, es importante aprender de experiencias pasadas y considerar la aplicación efectiva del paradigma del análisis de riesgos (Ong et al., 2021). Al adoptar varias metodologías de valoración/evaluación de la seguridad establecidas en una variedad de campos disciplinarios (como los productos farmacéuticos y las biotecnologías alimentarias, incluidas las tecnologías convencionales y modernas), se pueden identificar en forma sistemática varios peligros y se pueden realizar las evaluaciones de seguridad pertinentes de manera adecuada. También hay muchas herramientas de mitigación de riesgos disponibles en el área de la inocuidad de los alimentos, como buenas prácticas (BPH, BPM, BPCC) y HACCP y principios y metodologías generales para la evaluación de la inocuidad de los alimentos completos (FAO y OMS, 2009). Si bien existen muchas herramientas que pueden ser útiles para la evaluación de la seguridad, es posible que se requieran pasos adicionales para algunos procesos o productos particularmente novedosos. Por lo tanto, con los productos alimenticios a base de células, es importante centrarse en las diferencias significativas con los alimentos existentes para que se puedan establecer metodologías efectivas para evaluar la inocuidad de todos los elementos.

            Muchos países aún no han experimentado la necesidad de realizar evaluaciones de inocuidad de los productos alimenticios a base de células. Sin embargo, la preparación es clave y es importante que las autoridades competentes inicien diálogos con diversas partes interesadas, incluidos los consumidores, el sector privado, la sociedad civil, las agencias asociadas y los responsables políticos. Los expertos han enfatizado la importancia de asegurar la inclusión y la transparencia, mientras se preparan para las acciones regulatorias necesarias (FAO y OMS, 2016). Para los países de ingresos bajos y medios, también es importante iniciar la evaluación de la capacidad técnica para garantizar la inocuidad de estos productos, ya que pueden beneficiarse de diálogos con otros países y organizaciones internacionales para aprender de sus experiencias y obtener asistencia técnica. Se recomienda participar en los debates globales relevantes para todos los países, ya que la información y los datos compartidos sólo pueden contribuir al bien global, sin la duplicación de esfuerzos.

            La seguridad alimentaria es una responsabilidad conjunta. Las comunicaciones activas y transparentes a través de la colaboración pública y privada son cruciales, no sólo para preparar mejor a las industrias y los gobiernos, sino también para maximizar la eficacia de sus programas de inocuidad. Las directrices claras de inocuidad de alimentos de las autoridades para el sector privado promoverán el enfoque de “seguridad desde el diseño” para garantizar la seguridad alimentaria de la producción de alimentos basada en células.

Extraído de:

FAO. 2022. Thinking about the future of food safety – A foresight report. Rome.

https://doi.org/10.4060/cb8667en

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