Células de músculo esquelético bovino cultivadas en presencia de mioglobina (centro) o hemoglobina (derecha). Crédito:Robin Simsa y David Kaplan, Universidad de Tufts
La carne cultivada podría reducir los recursos necesarios en la producción de carne, con una huella ambiental más pequeña en relación con la cría de animales.
Un equipo de investigadores dirigidos por la Universidad de Tufts que exploran el desarrollo de carne cultivada descubrió que la adición de la proteína mioglobina que transporta hierro mejora el crecimiento, la textura y el color del músculo bovino cultivado a partir de células en cultivo. Este desarrollo es un paso hacia el objetivo final de producir carne a partir de células animales de ganado para el consumo humano.
Los investigadores encontraron que la mioglobina aumentaba la proliferación y la actividad metabólica de las células satélite del músculo bovino. La adición de mioglobina o hemoglobina también condujo a un cambio de color más comparable a la carne de res. Los resultados, publicados el 21 de octubre de 2019, en FOODS , indican los beneficios potenciales de agregar hemoproteínas a los medios celulares para mejorar el color y la textura de la carne cultivada en células.
"El sabor, el color y la textura serán fundamentales para que los consumidores acepten la carne cultivada", dijo David Kaplan, profesor de ingeniería de la familia Stern en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Tufts y autor correspondiente del estudio. “Si nuestro objetivo es hacer algo similar a un bistec, necesitamos encontrar las condiciones adecuadas para que crezcan células que repliquen la formación de músculo natural. La adición de mioglobina parece ser una adición más importante a la receta que nos acerca a ese objetivo”, agregó Kaplan, presidente del Departamento de Ingeniería Biomédica y miembro del cuerpo docente del programa en la Escuela Sackler de Graduados en Ciencias Biomédicas en Tufts.
El fundamento para desarrollar carne cultivada (también conocida como 'carne cultivada en laboratorio', 'agricultura celular' o 'carne basada en células') es el potencial para reducir la cantidad de recursos necesarios en la producción de carne, así como reducir significativamente su huella ambiental relativa a la ganadería. La cría de animales se ha asociado con las emisiones de gases de efecto invernadero, los problemas de resistencia a los antibióticos, las preocupaciones por el bienestar animal y los problemas de uso de la tierra, como la tala de las selvas amazónicas. La capacidad de cultivar carne cultivada en un biorreactor, como en la ingeniería de tejidos, podría aliviar estos problemas. Sin embargo, queda mucho por hacer para hacer crecer las células de una manera que reproduzca la textura, el color y el sabor de la carne de origen natural.
Los sustitutos de la carne a base de plantas, como Impossible Burger, han incorporado proteínas hemo de la soya, lo que hace que el producto se parezca más a la carne en apariencia y sabor. El equipo de investigación dirigido por Tufts planteó la hipótesis de que agregar proteínas hemo al cultivo de células de carne no solo podría tener un efecto similar, sino que también podría mejorar el crecimiento de las células musculares que requieren las proteínas hemo para prosperar.
La mioglobina es un componente natural del músculo y la hemoglobina se encuentra en la sangre. Como proteínas hemo, ambas contienen átomos de hierro que son responsables del sabor natural a sangre y ligeramente "metálico" de la carne de vacuno. Los investigadores encontraron que agregar hemoglobina o mioglobina cambia el color del músculo bioartificial a un tono marrón rojizo similar al de la carne. Sin embargo, la mioglobina fue mucho mejor para promover la proliferación celular y la diferenciación de las BSC en células musculares maduras, y mejor para ayudar a las células a formar fibras y agregar un color intenso similar al de la carne.
"Sabíamos que la mioglobina tiene un papel importante que desempeñar en el crecimiento muscular, ya que es una de las proteínas más abundantes en las células musculares", dijo el primer autor del estudio, Robin Simsa, un Ph.D. industrial. estudiante de Europa que realizó los estudios durante su estancia de beca en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Tufts. “Es posible que la mioglobina lleve oxígeno a las mitocondrias de las células, aumentando su energía y ayudándolas a proliferar. Más que un simple ingrediente para el color, el contenido de hierro y potencialmente el sabor, la mioglobina también podría ser un elemento importante en la producción a mayor escala de carne a base de células para aumentar el rendimiento celular”.
Referencia:"Las proteínas extracelulares del hemo influyen en la proliferación de células de miosatélite bovino y el color de la carne basada en células" por Robin Simsa, John Yuen, Andrew Stout, Natalie Rubio, Per Fogelstrand y David L. Kaplan, 21 de octubre de 2019, FOODS .
DOI:10.3390/alimentos8100521
Otros autores que contribuyeron al estudio incluyen a John Yuen, Andrew Stout y Natalie Rubio, todos estudiantes graduados en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Tufts y que trabajan en objetivos de agricultura celular; y Per Fogelstrand de la Universidad de Gotemburgo, Suecia, supervisor de IP de Robin Simsa.
Este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud (#P41EB002520) y New Harvest. Simsa recibió el apoyo del programa de investigación e innovación Horizon 2020 de la Unión Europea bajo la subvención Marie Skłodowska-Curie # 722779, realizada dentro de la red "Training 4 Cell Regenerative Medicine" (T4CRM). El contenido es responsabilidad exclusiva de los autores y no representa necesariamente los puntos de vista oficiales de los Institutos Nacionales de Salud.
