¿Ciencia ficción o realidad?

La agricultura celular es el proceso de elaboración de alimentos que convencionalmente son de origen animal sin necesidad de sacrificarlos. Actualmente puede producirse carne y marisco cultivando células animales de forma directa con métodos biotecnológicos.

“La magnitud de la disrupción que se avecina en el sector de la agricultura convencional es enorme; sin embargo, solo han fluido cantidades relativamente pequeñas de capital hacia este sector”, afirma Anthony Chow, cofundador de Agronomics, una empresa de capital riesgo con posiciones en más de 20 empresas emergentes en este campo. “Este es el mayor recurso con el que contamos en el contexto de los desafíos medioambientales que debemos afrontar, desde las emisiones hasta el consumo de agua, el uso de antibióticos y el bienestar animal”.

La agricultura basada en animales contribuye al cambio climático, las emisiones de metano, el uso excesivo de la tierra, la destrucción de la selva tropical, la pérdida de biodiversidad y la contaminación del suelo. Estos efectos se pueden mitigar cultivando carne y marisco en un laboratorio, lo que ayuda a reducir las emisiones de la producción agrícola y detiene la transformación de bosques en terreno de cultivo para este sector.

La agricultura intensiva moderna produce calorías más que suficientes para alimentar a más de ocho mil millones de personas, la mayor población mundial en la historia de la humanidad. La Figura 1 muestra cómo ha crecido el número de humanos en relación con el de animales.

Figura 1: Biomasa estimada de humanos y vertebrados terrestres salvajes en el año 10 000 a. C. en comparación con la actualidad

Fuente: Informe de la Estrategia Nacional de Alimentos del Reino Unido, 2021³

La agricultura animal es responsable de más del 60 % de las emisiones del sector de la agricultura, la silvicultura y el uso de la tierra (AFOLU, por sus siglas en inglés).⁴ La Figura 2 muestra la segunda parte de la declaración. Abordar cómo y dónde se obtienen las proteínas podría marcar una gran diferencia en la reducción de emisiones.

Además, existe una gran diferencia entre la cantidad de alimentos que se producen actualmente y la cantidad que se necesitará para alimentar a la población mundial en 2050. Según el World Resources Institute, a medida que la población mundial crezca de 7000 millones en 2010 a 9700 millones en 2050, y los ingresos aumenten en todo el mundo, es probable que la demanda de alimentos se incremente en más del 50 %. Se estima que la demanda de alimentos de origen animal aumentará en casi un 70 %.⁶

El uso de carne de res cultivada, en comparación con la proteína de origen vegetal y las contrapartes de granjas convencionales, podría ofrecer beneficios medioambientales significativos. La Figura 3 muestra las variaciones de la huella de carbono en una variedad de proteínas de origen animal y vegetal según el terreno, el clima, la producción y los métodos de cultivo.

La carne cultivada en laboratorio también debería resultar beneficiosa para la salud. “No solo podríamos replicar la hamburguesa perfecta, con la cantidad justa de grasa, sino que estaría libre de antibióticos”, explica Jonathan Toub, cogestor de la estrategia Natural Capital Transition Global Equity de Aviva Investors.

El uso excesivo de antibióticos tiene impactos significativos en la salud y el medioambiente. Según el informe Global Research on Antimicrobial Resistance, la resistencia antimicrobiana (AMR) fue la causa directa de al menos 1,27 millones de muertes en todo el mundo en 2019, lo que la convierte en la tercera causa principal de fallecimiento. Supone un reto sanitario comparable al VIH, la tuberculosis y la malaria.

Aunque existe un creciente interés de los inversores en la carne cultivada en laboratorio, la reacción de los reguladores se ha hecho esperar en los albores de esta tecnología. Puede que la situación esté cambiando. El pasado mes de noviembre, la Administración de Alimentos y Fármacos (FDA, por sus siglas en inglés) de los Estados Unidos aprobó el primer producto cárnico cultivado en laboratorio, determinando que era seguro para el consumo humano. La decisión fue un punto de inflexión y posibilitó que la carne cultivada mediante células finalmente estuviera disponible en los supermercados y restaurantes de EE. UU.⁹

Singapur es el primer y único país que ha aprobado la venta comercial de carne cultivada en laboratorio, producida por Good Meat, en forma de “nuggets” y pechuga de pollo.¹⁰ En marzo de 2023, la entidad anunció que había recibido una carta “sin preguntas” de la Administración de Alimentos y Fármacos de los Estados Unidos. Esto ha allanado el camino para llevar sus productos a los restaurantes y las tiendas minoristas del territorio estadounidense más de dos años después de su histórica aprobación y lanzamiento en Singapur.¹¹

Una vez que la producción aumente, tres factores resultarán cruciales para captar a los consumidores: precio, sabor y conveniencia.

El precio reviste especial importancia. “A excepción de un reducido grupo de personas que hacen lo correcto por motivos medioambientales o por el bienestar animal, la gran mayoría de los consumidores no están dispuestos a pagar más por ciertos productos cuando existen alternativas más asequibles”, aclara Chow.

La demanda de carne artificial podría aumentar conforme suba el precio de la carne real o si se introduce un impuesto que la convierta nuevamente en un bien de lujo.

Sin embargo, Eugenie Mathieu, Senior Impact Analyst y Earth Pillar Lead de Aviva Investors, destaca que, si bien la revisión del informe de la Estrategia Nacional de Alimentos del Reino Unido en 2021 afirmó que reducir el consumo de carne era la mejor solución para múltiples problemas medioambientales y sanitarios, se abstuvo de recomendar la imposición de un impuesto a la carne roja.

“La opinión actual es que es mejor usar un enfoque persuasivo para reducir el consumo de carne; por ejemplo, poniendo de moda el veganismo o el vegetarianismo, en lugar de usar un enfoque punitivo que implique la imposición de nuevos impuestos”, nos cuenta.

El precio de la carne cultivada mediante células ya ha disminuido significativamente a medida que mejora la eficiencia de su producción y disminuye el coste de los materiales. En 2013, la primera hamburguesa cultivada en laboratorio del mundo costó 330 000 USD; hoy, la empresa holandesa Mosa Meat puede hacer 80 000 hamburguesas a partir de una sola muestra de células, con un precio individual de 9 €.¹²

“El desarrollo del sector con el objetivo de producir suficiente carne cultivada mediante células como para llenar los estantes de los supermercados exige un gran aumento de las cantidades de sérum de crecimiento, un producto actualmente costoso, y del número de biorreactores de gran tamaño. Hasta ahora, estos solo se han utilizado para la producción a pequeña escala en la industria farmacéutica. El desafío es resolver este cuello de botella y reducir costes”, explica Toub.

Con todo, según el libro Moo’s Law, probablemente estemos a una década de que la carne artificial esté disponible en establecimientos como Whole Foods, una tienda donde los consumidores están dispuestos a pagar precios más altos por productos naturales.¹³

“Este será el punto de partida; donde todas las innovaciones alimentarias comienzan. Se abrirá camino hasta la base; de ser un producto de nicho, considerado como un artículo de lujo, hasta llenar los supermercados”, anticipa Chow. “Existen muchos retos, pero el capital privado está empezando a interesarse por este sector y hay empresas con financiación sólida en la cúspide de la comercialización”, apostilla.

El sabor juega un papel importante en la elección de los alimentos, por lo que es vital que la carne cultivada en laboratorio sepa tan bien como la “real”. No obstante, si bien el sabor es más fácil de replicar, no se puede decir lo mismo de la textura. Precisamente por eso la replicación de la carne picada (descrita como carne no estructurada) resulta más sencilla.

“Ya resulta desafiante producir suficientes células y hacer que se diferencien en tipos específicos para hacer hamburguesas y salchichas para perritos calientes. La complejidad adicional que supone lograr que las células se alineen y formen fibras musculares multinucleadas no resultará económicamente viable durante mucho tiempo”, razona Chow. 

Además, se espera que el valor de mercado de la industria cárnica aumente hasta alcanzar los más de 1,3 billones de USD en 2027 (ver Figura 4).¹⁴ “Como la carne picada representa alrededor del 50 % del mercado cárnico mundial, está claro que es un buen porcentaje al que aspirar”, añade.

Si bien Singapur es el primer país que aprobó la venta comercial de carne artificial, los productos híbridos podrían ser una opción de transición. 

No solo tienen costes más asequibles en comparación con la carne totalmente cultivada en laboratorio, sino que la combinación de sustitutos cárnicos de origen vegetal con proteínas cultivadas mediante células con fermentación de precisión podría mejorar el sabor.

“Los productos de origen vegetal no han logrado cumplir con el perfil sensorial y el precio que esperan los consumidores de carne. Sin embargo, un producto elaborado con un 30 % de carne cultivada mediante células y un 70 % de proteína de origen vegetal es casi indistinguible de la carne convencional”, explica Chow.

Los sustitutos veganos de la carne no han llegado a convencer a muchos consumidores. ¿Podría ser más popular la carne cultivada en laboratorio? La combinación de carne cultivada en laboratorio con sustitutos de origen vegetal también podría resultar en la creación de una solución al problema de las opciones veganas de baja calidad que inundan el mercado.

El año pasado se registró el menor número de búsquedas en internet sobre veganismo en cinco años.¹⁶ “¿Volverá a resurgir el interés? Supongo que se trata de un bache; los consumidores se vieron desanimados por las alternativas a la carne de menor calidad, pero podrían volver a mostrar interés si se avanza en las alternativas de mayor calidad. La carne cultivada en laboratorio será una de ellas”, reflexiona Mathieu.

Si bien quedan dudas sobre cuándo la carne cultivada en laboratorio será viable a escala, otra forma de cultivo de alimentos en laboratorio podría estar más cerca de dar frutos: la fermentación de precisión, el uso de organismos individuales codificados para producir moléculas más grandes con azúcar. La proteína de huevo y la proteína de suero son dos ejemplos.

A diferencia de lo que sucede con la carne cultivada en laboratorio, la producción a gran escala de estas proteínas ya es una realidad. La fermentación es una tecnología muy conocida, utilizada en la terapéutica humana desde principios de la década de 1980.

“Novo Nordisk es el mayor productor mundial de insulina para diabéticos tipo 2 y emplea la fermentación de precisión para producir insulina humana”, explica Chow. “Antes de eso, usaba páncreas de cerdo para extraer la insulina porcina que tenían que usar los diabéticos tipo 2”.

En lo referente a la producción de alimentos, la fermentación de precisión ha permitido reducir en varios órdenes de magnitud el coste de la modificación genética de esos organismos. Aun así, la capacidad es un desafío.

“Si bien las empresas líderes han desarrollado sus organismos para que sean bastante eficientes, en el mundo solo hay 61 millones de litros de capacidad. Se necesitarían miles de millones en 2030 para hacer mella en las cifras de producción mundial de proteínas”, aclara Chow. 

Sin embargo, a corto plazo, los consumidores pueden estar más dispuestos a que se añadan ingredientes creados a través de la fermentación de precisión a otros productos alimenticios que a consumir artículos completamente artificiales.

“La carne y el marisco artificiales suelen ser elementos principales, mientras que los lácteos y los huevos pueden ser parte de quesos, yogures y productos horneados”, comenta Chow.

Conforme la tecnología mejore y la conciencia del consumidor sobre los costes éticos y climáticos del consumo cárnico sea mayor, más clientes podrían optar por las proteínas alternativas. Según Barclays, dos tercios de la población mundial estarían dispuestos a comprar carne artificial, siendo los consumidores asiáticos los más receptivos.¹⁷

Como se ha mencionado, la incertidumbre en torno a la escalabilidad y el apetito del consumidor en el momento presente implican que la agricultura celular no es una panacea para el planeta. El impacto de la agricultura tradicional en el medioambiente es un problema urgente y la inversión en proteínas cultivadas en laboratorio debe ir acompañada de esfuerzos para descarbonizar la agricultura y hacer que una mayor parte del mundo adopte dietas más ecológicas de origen vegetal (ver “Change diets, not the planet”).¹⁹

Los inversores pueden sopesar tres opciones de acceso a esta temática: proteína cárnica, fermentación de precisión y tecnologías habilitadoras.

Tanto Mosa Meat como Aleph Farms se están centrando en productos de carne de res cultivados mediante células, ya que se sabe que la carne de res convencional tiene el mayor impacto planetario de todos los productos cárnicos. Sin embargo, replicar carne convencional en un laboratorio presenta barreras técnicas.

“Mosa Meat está asumiendo el difícil reto de desarrollar músculo y grasa completamente maduros para elaborar una hamburguesa que satisfaría hasta al consumidor más exigente”, cuenta Toub.

Algunas empresas veteranas parecen estar bien posicionadas para reconfigurar las funciones existentes a fin de aprovechar esta oportunidad. Las empresas de fermentación, por ejemplo, pueden desarrollar medios de crecimiento personalizados; el sector de las enzimas industriales puede producir compuestos de señalización (como la insulina y los factores de crecimiento) a escala.

Toub señala que el gigante del café Starbucks está probando la leche a base de hongos de Perfect Day en varios establecimientos seleccionados. Mientras tanto, The Every Company produce proteína vegana tomando la secuencia de ADN de la proteína del huevo de gallina e insertándola en la levadura. Luego añade azúcar a la levadura, que se convierte en proteína a través de la fermentación.

Las tecnologías habilitadoras ofrecen otra vía para que los inversores se expongan al crecimiento de la agricultura artificial, ya que los biorreactores, los medios de crecimiento y la infraestructura adecuada son factores esenciales. Uno de los mayores productores de biorreactores, Sartorius, trabaja principalmente en la industria farmacéutica, pero podría convertirse en un proveedor líder para los productores de agricultura artificial cuando la demanda crezca considerablemente.

Mientras tanto, Genentech produce moléculas de señalización que las células usan como instrucciones para crecer; Novo Nordisk, por su parte, usa levadura para producir insulina a 4 USD/gramo y debería poder producir medios similares a un precio similar. Las empresas cerveceras podrían vivir una experiencia similar a la ocurrida con las granjas solares, que inicialmente recibieron apoyo mediante grandes subsidios gubernamentales.

Una advertencia, no obstante, es que muchas empresas de carne cultivada en laboratorio actualmente no son una opción de inversión porque son pequeñas empresas de nueva creación o empresas de tecnología de aventura.

“Prevemos un gran crecimiento de la tecnología basada en células a largo plazo. Con todo, es demasiado como para que los consumidores lo asimilen tan pronto. El etiquetado de estos productos será una cuestión vital y determinará si se alcanzan mayores niveles de aceptación”, aclara Toub.

Figura 6: Proceso de producción de carne artificial

La carne artificial se elabora tomando una pequeña muestra de células animales y cultivándolas en un ambiente controlado.

1. Adquisición/Desarrollo

Las líneas de células animales adquiridas/desarrolladas se conservan en bancos de células; cuando se produce un lote, las células se descongelan en pequeños matraces de agitación y se trasladan a biorreactores de tren de semillas.

2. Crecimiento

Las células crecen en medios ricos en nutrientes en biorreactores de tren de semillas. A medida que crecen en volumen y densidad, se mueven a lo largo del tren de semillas hacia biorreactores progresivamente más grandes.

3. Densidad

Las células alcanzan la densidad deseada en los biorreactores principales. La densidad celular óptima logra un equilibrio entre el volumen celular y el tiempo del lote (es decir, cuanto mayor sea el tiempo del lote, mayor será la densidad celular). Cuando se alcanza la densidad deseada, los biorreactores se drenan en centrífugas para su recolección.

4. Recolección

Las células pasan por una centrífuga continua, que separa los medios de las células y logra una baja concentración de medios en las células recolectadas.

5. Distribución

Las células cárnicas se preparan para su distribución con procesos que varían según el producto final; se pueden mezclar con otros aditivos para lograr la textura deseada antes de formarse y envasarse para su almacenamiento y distribución.

Fuente: Aviva Investors, mayo de 2023