Carne cultivada

La posibilidad teórica de cultivar carne en un entorno industrial ha sido de interés desde hace mucho tiempo. En un ensayo de 1931 publicado por varias revistas y posteriormente incluido en su obra Pensamientos y aventuras , el estadista británico Winston Churchill escribió: «Evitaremos el absurdo de criar un pollo entero para comer la pechuga o el ala, cultivando estas partes por separado en un medio adecuado». ^{[ 13 ]}

En la década de 1950, el investigador holandés Willem van Eelen concibió de forma independiente la idea de la carne cultivada. Como prisionero de guerra durante la Segunda Guerra Mundial , Van Eelen sufrió hambruna, lo que le generó una gran pasión por la producción y la seguridad alimentaria. ^{[ 52 ]} Asistió a una conferencia universitaria donde se discutieron las perspectivas de la carne conservada. ^{[ 53 ]} El descubrimiento previo de líneas celulares proporcionó la base para la idea. El cultivo in vitro de fibras musculares se realizó con éxito por primera vez en 1971, cuando el patólogo Russell Ross cultivó aorta de cobaya . Sin embargo, en 1991, Jon F. Vein obtuvo la patente estadounidense 6835390 para la producción de carne de ingeniería tisular para consumo humano, en la que el músculo y la grasa se cultivarían de forma integrada para crear productos alimenticios. ^{[ 54 ]} 

En 2001, el dermatólogo Wiete Westerhof, junto con van Eelen y el empresario Willem van Kooten, anunciaron que habían solicitado una patente mundial para un proceso de producción de carne cultivada. ^{[ 55 ]} El proceso empleaba una matriz de colágeno sembrada con células musculares bañadas en una solución nutritiva e inducidas a dividirse. ^{[ 56 ]} Ese mismo año, la NASA comenzó a realizar experimentos con carne cultivada, con la intención de permitir a los astronautas cultivar carne en lugar de transportarla. En colaboración con Morris Benjaminson, cultivaron peces dorados y pavos. ^{[ 57 ]} En 2003, Oron Catts e Ionat Zurr exhibieron unos centímetros de "filete", cultivado a partir de células madre de rana , que cocinaron y comieron. El objetivo era iniciar un debate sobre la ética de la carne cultivada: "¿Estuvo alguna vez viva?", "¿Fue sacrificada alguna vez?", "¿Es de alguna manera irrespetuoso con un animal desecharla?" ^{[ 58 ]}

A principios de la década de 2000, el estudiante estadounidense de salud pública Jason Matheny viajó a la India y visitó una granja avícola industrial. Horrorizado por las implicaciones de este sistema, posteriormente se asoció con tres científicos que participaban en los esfuerzos de la NASA. En 2004, Matheny fundó New Harvest para fomentar el desarrollo mediante la financiación de la investigación. En 2005, Jason Matheny, Pieter Edelman, Douglas McFarland y Vladimir Mironov publicaron el primer artículo revisado por pares sobre el tema (Producción de carne cultivada in vitro) en Tissue Engineering . ^{[ 59 ] [ 60 ]}

En mayo de 2008, PETA ofreció un premio de un millón de dólares a la primera empresa que lograra comercializar carne de pollo cultivada para el año 2012. ^{[ 61 ]} Para ganar el premio, el concursante debía completar dos tareas: producir un producto de carne de pollo cultivada indistinguible del pollo real y producirlo en cantidades suficientes para su venta competitiva en al menos 10 estados. El concurso se extendió posteriormente hasta el 4 de marzo de 2014. Finalmente, el plazo expiró sin que hubiera un ganador. ^{[ 62 ]}

El gobierno holandés ha invertido 4 millones de dólares en experimentos relacionados con la carne cultivada. ^{[ 63 ]} El Consorcio de Carne In Vitro, un grupo formado por investigadores internacionales, celebró la primera conferencia internacional organizada por el Instituto Noruego de Investigación Alimentaria en abril de 2008. ^{[ 64 ]} La revista Time declaró la producción de carne cultivada como una de las 50 ideas revolucionarias de 2009. ^{[ 65 ]} En noviembre de 2009, científicos de los Países Bajos anunciaron que habían logrado cultivar carne utilizando células de un cerdo vivo. ^{[ 66 ]}

La primera hamburguesa de carne cultivada fue creada por Mark Post en la Universidad de Maastricht en 2013. ^{[ 67 ]} Estaba hecha de más de 20 000 hebras finas de tejido muscular, costó más de 325 000 dólares y necesitó 2 años para producirse. ^{[ 68 ]} La hamburguesa fue probada en televisión en vivo en Londres el 5 de agosto de 2013. Fue cocinada por el chef Richard McGeown del restaurante Couch's Great House en Polperro, Cornualles, y degustada por los críticos Hanni Rützler , investigadora de alimentos del Future Food Studio, y Josh Schonwald. Rützler afirmó: «Tiene una textura firme, un sabor bastante intenso gracias al dorado. Sé que no tiene grasa, así que no sabía si sería jugoso, pero tiene un sabor bastante intenso; se parece a la carne, no es tan jugoso, pero la consistencia es perfecta. Para mí, esto es carne... Es algo que realmente vale la pena morder y creo que su aspecto es bastante similar». Rützler añadió que incluso en una prueba a ciegas habría confundido el producto con carne en lugar de con una imitación de soja . ^{[ 69 ]}

La primera hamburguesa cultivada: cruda, frita y degustada por Hanni Rützler el 5 de agosto de 2013.

Entre 2011 y 2017, se lanzaron muchas empresas emergentes de carne cultivada. ^{[ 71 ]} Memphis Meats, ahora conocida como Upside Foods , ^{[ 72 ]} lanzó un video en febrero de 2016, mostrando su albóndiga de carne cultivada. ^{[ 73 ] [ 74 ] [ 75 ]} En marzo de 2017, mostró tiras de pollo y pato a la naranja, las primeras aves de corral cultivadas que se mostraron al público. ^{[ 76 ] [ 77 ] [ 78 ]} Una empresa israelí, SuperMeat , cultivó pollo. ^{[ 79 ] [ 80 ] [ 81 ] [ 82 ] [ 83 ]} Finless Foods , una empresa con sede en San Francisco que trabaja en peces cultivados, se fundó en junio de 2016. En marzo de 2017 comenzó las operaciones de laboratorio. ^{[ 84 ]}

En marzo de 2018, Eat Just (fundada en 2011 como Hampton Creek en San Francisco, posteriormente conocida como Just, Inc.) afirmó poder ofrecer un producto de consumo elaborado con carne cultivada para finales de 2018. Según el director ejecutivo Josh Tetrick, la tecnología ya existía. JUST contaba con unos 130 empleados y un departamento de investigación con 55 científicos, donde se investigaba la carne cultivada a partir de aves, cerdo y ternera. JUST ha recibido inversiones del multimillonario chino Li Ka-shing , del cofundador de Yahoo!, Jerry Yang , y, según Tetrick, también de Heineken International y otros. ^{[ 85 ]}

La startup holandesa Meatable, integrada por Krijn de Nood, Daan Luining, Ruud Out, Roger Pederson, Mark Kotter y Gordana Apic, entre otros, informó en septiembre de 2018 que había logrado cultivar carne utilizando células madre pluripotentes de cordones umbilicales de animales . Aunque, según se informa, estas células son difíciles de manipular, Meatable afirmó poder dirigirlas para que se conviertan en células musculares o adiposas según sea necesario. La principal ventaja es que esta técnica evita el suero fetal bovino , lo que significa que no es necesario sacrificar ningún animal para producir carne. ^{[ 86 ]} Ese mes, se estimaba que unas 30 startups de carne cultivada operaban en todo el mundo. ^{[ 70 ]} IntegriCulture es una empresa con sede en Japón que trabaja en su sistema CulNet, una plataforma que fomenta la innovación en la agricultura celular mediante el uso de un órgano alimentador que funciona secretando de forma natural los factores de crecimiento que necesitan los cultivos celulares. ^{[ 87 ]} Entre los competidores se encontraban Multus Media, con sede en Inglaterra, y Future Fields, con sede en Canadá. ^{[ 88 ]}

En agosto de 2019, cinco startups estadounidenses anunciaron la formación de la Alianza para la Innovación en Carne, Aves y Mariscos (AMPS Innovation), una coalición que busca trabajar con los reguladores para crear una vía de comercialización para la carne y los mariscos cultivados. ^{[ 89 ]} Los miembros fundadores incluyen Eat Just , Memphis Meats , Finless Foods, BlueNalu y Fork & Goode. ^{[ 90 ]} De manera similar, en diciembre de 2021, un grupo de 13 empresas europeas e israelíes ( Aleph Farms , Bluu Biosciences, Cubiq Foods, Future Meat , Gourmey, Higher Steaks, Ivy Farm, Meatable , Mirai Foods , Mosa Meat , Peace of Meat , SuperMeat y Vital Meat) estableció Cellular Agriculture Europe, una asociación con sede en Bélgica que buscaba "encontrar puntos en común y hablar con una voz compartida por el bien de la industria, los consumidores y los reguladores". ^{[ 91 ] [ 92 ] [ 93 ]}

En octubre de 2019, Aleph Farms colaboró ​​con 3D Bioprinting Solutions para cultivar carne en la Estación Espacial Internacional . Esto se hizo extruyendo células de carne sobre un andamio usando una impresora 3D. ^{[ 94 ]} En enero de 2020, Quartz encontró alrededor de 30 startups de carne cultivada, y que Memphis Meats, Just Inc. y Future Meat Technologies eran las más avanzadas porque estaban construyendo plantas piloto. ^{[ 95 ] [ 96 ]} Según New Scientist en mayo de 2020, 60 startups estaban desarrollando carne cultivada. Algunas de estas eran proveedores de tecnología. ^{[ 97 ]} Según se informa, los medios de crecimiento todavía cuestan "cientos de dólares por litro, pero para que la producción de carne limpia se escale, esto debe bajar a alrededor de $1 por litro". ^{[ 97 ]} En junio de 2020, funcionarios del gobierno chino pidieron una estrategia nacional para competir en carne cultivada. ^{[ 98 ]}

En diciembre de 2019, el proyecto Foieture se lanzó en Bélgica con el objetivo de desarrollar foie gras cultivado (el nombre es una combinación de 'foie' y 'future') por un consorcio de 3 empresas (la startup de carne cultivada Peace of Meat, la pequeña empresa de condimentos para carne Solina y la pequeña empresa productora de paté Nauta) y 3 institutos sin fines de lucro (la universidad KU Leuven , el centro de innovación de la industria alimentaria Flanders Food y la planta piloto Bio Base Europe). ^{[ 99 ]} Peace of Meat declaró en diciembre de 2019 que tenía la intención de completar su prueba de concepto en 2020, producir su primer prototipo en 2022 y salir al mercado en 2023. ^{[ 99 ]} Ese mes, el proyecto Foieture recibió una subvención de investigación de casi 3,6 millones de euros de la Agencia de Innovación y Empresa del Gobierno Flamenco . ^{[ 99 ]} En mayo de 2020, la cofundadora de Peace of Meat, Eva Sommer, de origen austriaco e investigadora científica, declaró que la startup era capaz de producir 20 gramos de grasa cultivada a un coste de unos 300 euros (15.000 €/kg); el objetivo era reducir el precio a 6 euros por kilogramo para 2030. ^{[ 100 ]} Piece of Meat construyó dos laboratorios en el puerto de Amberes . ^{[ 100 ]} A finales de 2020, MeaTech adquirió Peace of Meat por 15 millones de euros y anunció en mayo de 2021 que construiría una nueva planta piloto a gran escala en Amberes para 2022. ^{[ 101 ]}

En noviembre de 2020, la empresa emergente india Clear Meat afirmó haber logrado cultivar carne picada de pollo a un costo de tan solo 800–850 rupias indias (US$10,77–11,44), mientras que un pollo procesado sacrificado costaba alrededor de 1000 rupias. ^{[ 102 ]} El 27 de abril de 2022, la Comisión Europea aprobó la solicitud de recolección de firmas para la Iniciativa Ciudadana Europea « Fin a la Era de la Matanza» para redirigir los subsidios de la ganadería a la agricultura celular. ^{[ 103 ]}

Según un informe de noviembre de 2023 de Oghma Partners, el 46,9% de todos los fondos —más de 2.600 millones de libras esterlinas— recaudados para empresas emergentes de carne cultivada entre 2016 y 2023 se destinaron a las cinco principales, que comprenden Upside Foods (21,5%; anteriormente Memphis Meats), Believer Meats (anteriormente Future Meat Technologies), Wildtype , Aleph Farms y Mosa Meat . ^{[ 104 ]}

La agricultura celular requiere líneas celulares , generalmente células madre . ^{[ 133 ]} Las células madre son células indiferenciadas que tienen el potencial de convertirse en muchos o todos los tipos de células especializadas necesarios. Las células madre totipotentes tienen la capacidad de diferenciarse en todos los diferentes tipos de células que se encuentran en el cuerpo. Las células madre pluripotentes pueden madurar en todos los tipos de células excepto las de la placenta, y las células madre multipotentes pueden diferenciarse en varios tipos de células especializadas dentro de un mismo linaje. Las células madre unipotentes pueden diferenciarse en un destino celular específico. ^{[ 134 ]}

Si bien las células madre pluripotentes serían una fuente ideal, el ejemplo más destacado de esta subcategoría son las células madre embrionarias , cuyo uso en investigación es controvertido debido a cuestiones éticas. Por ello, los científicos han desarrollado células madre pluripotentes inducidas (iPSC), que son esencialmente células sanguíneas y cutáneas multipotentes que han regresado a un estado pluripotente, lo que les permite diferenciarse en una mayor variedad de células. ^{[ 135 ]} La alternativa es utilizar células madre adultas multipotentes que dan origen a linajes de células musculares o progenitores unipotentes que se diferencian en células musculares. ^{[ 134 ]}

Las características favorables de las células madre incluyen la inmortalidad, la capacidad proliferativa, la independencia de la adhesión, la independencia del suero y la fácil diferenciación en tejido. Es probable que la presencia natural de estas características varíe según la especie y el origen celular. Por lo tanto, el cultivo in vitro debe ajustarse para satisfacer las necesidades exactas de una línea celular específica. El problema de la inmortalidad radica en que las células tienen un límite en el número de veces que pueden dividirse, determinado por su cubierta telomérica : bases de nucleótidos suplementarias añadidas al extremo de sus cromosomas. Con cada división, la cubierta telomérica se acorta progresivamente hasta desaparecer por completo, momento en el que las células dejan de dividirse. La pluripotencia inducida puede alargar la cubierta telomérica de tal manera que las células se dividan indefinidamente. ^{[ 135 ]}

Las líneas celulares pueden obtenerse de una fuente primaria, es decir, mediante una biopsia en un animal bajo anestesia local. También pueden establecerse a partir de fuentes secundarias, como cultivos criopreservados (cultivos congelados después de una investigación previa). ^{[ 136 ]}

Una vez establecidas las líneas celulares, se sumergen en un medio de cultivo para inducir su proliferación. ^{[ 133 ]} Los medios de cultivo suelen formularse a partir de medios basales que proporcionan a las células los carbohidratos, grasas, proteínas y sales necesarios. ^{[ 137 ]} Una vez que una célula consume una cantidad suficiente, se divide y la población aumenta exponencialmente. Los medios de cultivo pueden complementarse con aditivos, por ejemplo, sueros, que aportan factores de crecimiento adicionales. Los factores de crecimiento pueden ser proteínas secretadas o esteroides que son cruciales para regular los procesos celulares. ^{[ 2 ]}

Una vez que comienza la diferenciación, las fibras musculares empiezan a contraerse y a generar ácido láctico. La capacidad de las células para absorber nutrientes y proliferar depende en parte del pH de su entorno. A medida que se acumula ácido láctico en el medio, este se vuelve progresivamente más ácido y desciende por debajo del pH óptimo. Por consiguiente, es necesario renovar con frecuencia el medio de cultivo. Esto ayuda a restablecer la concentración de nutrientes del medio basal. ^{[ 24 ]}

En el caso de los productos cárnicos estructurados —productos que se caracterizan tanto por su configuración general como por el tipo de célula—, las células deben sembrarse en andamios. Los andamios son esencialmente moldes diseñados para reflejar y estimular la organización celular en una estructura mayor. Cuando las células se desarrollan in vivo , se ven influenciadas por sus interacciones con la matriz extracelular (MEC). La MEC es la red tridimensional de glicoproteínas , colágeno y enzimas responsable de transmitir señales mecánicas y bioquímicas a la célula. Los andamios deben simular las características de la MEC. ^{[ 2 ]}

Otra forma propuesta de estructurar el tejido muscular es la fabricación aditiva . Esta técnica se perfeccionó para aplicaciones industriales en la fabricación de objetos de plástico, metal, vidrio y otros materiales sintéticos. La variante más común del proceso consiste en depositar gradualmente un filamento en capas sobre una base hasta completar el objeto. Este método probablemente sea el más adecuado para la producción de carne cultivada, a diferencia de otros tipos como la inyección de aglutinante, la inyección de material o la estereolitografía, que requieren un tipo específico de resina o polvo.

Un filamento de células musculares puede imprimirse en una estructura que imita un producto cárnico terminado, el cual puede procesarse posteriormente para la maduración celular. Esta técnica se ha demostrado en una colaboración entre 3D Bioprinting Solutions y Aleph Farms, que utilizó la fabricación aditiva para estructurar células de pavo en la Estación Espacial Internacional. ^{[ 149 ]} La bioimpresión 3D se ha utilizado para producir carne cultivada similar a un filete, compuesta por tres tipos de fibras celulares bovinas y con una estructura de fibras celulares ensambladas similar a la carne original. ^{[ 148 ] [ 150 ]}

Los andamios se colocan dentro de biorreactores para que se produzca el crecimiento y la especialización celular. Los biorreactores son máquinas grandes, similares a los tanques de una cervecería, que exponen las células a una gran variedad de factores ambientales necesarios para promover la proliferación o la diferenciación. La temperatura del biorreactor debe replicar las condiciones in vivo . En el caso de las células de mamíferos, esto requiere calentarlas a 37  °C (99  °F). Alternativamente, las células de insectos pueden cultivarse a temperatura ambiente. La mayoría de los biorreactores se mantienen al 5 % de dióxido de carbono. ^{[ 2 ] [ 151 ]} Las células pueden cultivarse en sistemas continuos o de lotes alimentados. El primero implica inocular y cosechar las células en un proceso constante para que siempre haya células en el biorreactor. Los sistemas de lotes alimentados implican inocular las células, cultivarlas y cosecharlas en un solo período. ^{[ 2 ]}

Los biorreactores de tanque agitado son la configuración más utilizada. Un impulsor aumenta el flujo, homogeneizando así el medio de cultivo, y un difusor facilita el intercambio de oxígeno en el medio. Este sistema se utiliza generalmente para cultivos en suspensión, pero también puede emplearse para células que requieren adherirse a otra superficie si se incluyen microportadores. Los biorreactores de lecho fijo se utilizan comúnmente para cultivos adherentes. Consisten en tiras de fibras compactadas que forman un lecho al que las células pueden adherirse. El medio de cultivo aireado circula a través del lecho. En los biorreactores de columna de aire, el medio de cultivo se airea hasta convertirlo en gas mediante burbujas de aire que luego se dispersan entre las células. Los biorreactores de perfusión son configuraciones comunes para el cultivo continuo. Drenan continuamente el medio saturado de ácido láctico, que carece de nutrientes, y lo rellenan con medio nuevo. ^{[ 152 ]}

El medio de cultivo es un componente esencial del cultivo in vitro . Es responsable de proporcionar las macromoléculas, nutrientes y factores de crecimiento necesarios para la proliferación celular. La obtención de factores de crecimiento es una de las tareas más desafiantes de la agricultura celular. Tradicionalmente, implica el uso de suero fetal bovino (SFB), un producto sanguíneo extraído de fetos de vaca. Además del argumento de que su producción es poco ética, también viola la noción de que la carne cultivada se produce independientemente del uso de animales. También es el componente más costoso de la carne cultivada, con un precio de alrededor de $1000 por litro. Además, la composición química varía mucho según el animal, por lo que no se puede cuantificar químicamente de manera uniforme. ^{[ 153 ]} El SFB se emplea porque imita convenientemente el proceso de desarrollo muscular in vivo . Los factores de crecimiento necesarios para el desarrollo de los tejidos se proporcionan principalmente a través del torrente sanguíneo del animal, y ningún otro fluido conocido puede proporcionar por sí solo todos estos componentes. ^{[ 2 ]}

La alternativa actual consiste en generar cada factor de crecimiento individualmente mediante la producción de proteínas recombinantes. En este proceso, los genes que codifican el factor específico se integran en bacterias que luego se fermentan. Debido a la complejidad adicional de este proceso, resulta particularmente costoso. ^{[ 2 ]} Future Fields, una empresa canadiense centrada en superar los costos económicos y ambientales de los medios de cultivo tradicionales, está desarrollando factores de crecimiento libres de suero a partir de moscas de la fruta. ^{[ 154 ]}

El medio ideal sería químicamente cuantificable y accesible para garantizar la simplicidad en la producción, económico y no dependiente de animales. ^{[ 56 ]} Lo más probable es que se derive de plantas; y si bien esto puede reducir la posibilidad de transmitir agentes infecciosos, puede inducir reacciones alérgicas en algunos consumidores. ^{[ 155 ]} Dichos sueros de cultivo también pueden requerir modificaciones específicas para la línea celular a la que se aplican. Entre las empresas que actualmente invierten en el desarrollo de cultivos eficaces a base de plantas se encuentran Multus Media y Biftek. ^{[ 156 ] [ 157 ]}

El Good Food Institute (GFI) publicó un informe en 2019 en apoyo del concepto de que la carne cultivada en laboratorio podría producirse al mismo costo que la carne molida, y en 2021 encargó un informe a CE Delft sobre el análisis tecnoeconómico de la carne cultivada. ^{[ 158 ]} Otro enfoque propuesto es someter las líneas celulares a un campo magnético, que puede estimular la liberación de moléculas con propiedades regenerativas, metabólicas, antiinflamatorias e inmunoestimulantes, actuando como una alternativa al suero. ^{[ 159 ]}

Un desafío común para los biorreactores y andamios es desarrollar configuraciones de sistema que permitan que todas las células tengan acceso al medio de cultivo, optimizando al mismo tiempo los requisitos espaciales. En la fase de proliferación celular, antes de la introducción del andamio, muchos tipos de células necesitan adherirse a una superficie para favorecer su crecimiento. Por lo tanto, las células deben cultivarse en monocapas confluentes de una sola célula de espesor, lo que requiere una gran superficie. Esto plantea desafíos prácticos a gran escala. Por ello, los sistemas pueden incorporar microportadores: pequeñas perlas esféricas de vidrio u otro material compatible que se suspenden en el medio de cultivo. Las células se adhieren a estos microportadores como lo harían a las paredes del biorreactor, lo que aumenta la superficie disponible. ^{[ 160 ]}

En la fase de diferenciación celular, las células pueden sembrarse en un andamio, por lo que no requieren el uso de microportadores. Sin embargo, en estos casos, la densidad de las células en el andamio implica que no todas las células tienen contacto con el medio de cultivo, lo que provoca la muerte celular y la formación de centros necróticos en la carne. Cuando el músculo se cultiva in vivo , este problema se evita, ya que la matriz extracelular suministra nutrientes al músculo a través de los vasos sanguíneos. Por ello, muchos andamios emergentes buscan replicar dichas redes. ^{[ 160 ]}

De igual modo, los andamios deben simular muchas de las otras características de la matriz extracelular, sobre todo porosidad, cristalinidad, degradación, biocompatibilidad y funcionalidad. Se han identificado pocos materiales que emulen todas estas características, lo que abre la posibilidad de combinar diferentes materiales con propiedades complementarias. ^{[ 138 ]}

La investigación en agricultura celular no cuenta con una base significativa de interés académico ni de fuentes de financiación. ^{[ 26 ]} En consecuencia, la mayor parte de la investigación ha sido realizada y financiada por instituciones independientes. Esta situación está cambiando gradualmente a medida que las organizaciones sin ánimo de lucro impulsan el apoyo y el interés. Cabe destacar que New Harvest cuenta con un programa de becas para apoyar a estudiantes de posgrado y grupos en diversas instituciones académicas. ^{[ 161 ]} Además, un número creciente de gobiernos está financiando la investigación en agricultura celular. En agosto de 2020, el Servicio de Gestión de Subvenciones de la Comisión Europea otorgó una subvención de 2,5 millones de euros a ORF Genetics. ^{[ 162 ]} Ese mismo mes, el Ministerio de Economía, Comercio e Industria de Japón otorgó a IntegriCulture 2,2 millones de dólares a través de su Organización para el Desarrollo de Nuevas Energías y Tecnologías Industriales. ^{[ 163 ]}

El marco de financiación de I+D Horizonte 2020 de la Unión Europea otorgó una subvención de 2,7 millones de euros a un consorcio liderado por BioTech Foods . ^{[ 164 ]} En 2021, el gobierno español otorgó 3,7 millones de euros a BioTech Foods para investigar los posibles beneficios para la salud de la agricultura celular. ^{[ 165 ]} La Fundación Nacional de Ciencias otorgó una subvención de 3,55 millones de dólares a un equipo de investigadores de la UC Davis para la investigación de carne cultivada de acceso abierto. ^{[ 166 ]} Las organizaciones sin ánimo de lucro también impulsan el apoyo y el interés en el campo. En particular, New Harvest tiene un programa de becas para apoyar la investigación de estudiantes de posgrado y grupos específicos en varias instituciones académicas y el Good Food Institute financia la investigación de acceso abierto a través de su Programa de Subvenciones para la Investigación. ^{[ 167 ]}

La aceptación del producto por parte del consumidor es fundamental. ^{[ 168 ] [ 169 ]} Un estudio que analizó la aceptación de la carne cultivada en China, India y Estados Unidos "encontró altos niveles de aceptación de la carne limpia en los tres países más poblados del mundo". ^{[ 170 ]} Se han identificado varios factores potenciales de aceptación de la carne cultivada por parte del consumidor. La salubridad, la seguridad, las características nutricionales, la sostenibilidad, el sabor y el precio más bajo son factores que contribuyen. ^{[ 171 ] [ 172 ]} Un estudio encontró que el uso de un lenguaje altamente técnico para explicar la carne cultivada condujo a una actitud pública significativamente más negativa hacia el concepto. ^{[ 173 ]} Un estudio sugirió que describir la carne cultivada de una manera que enfatizara el producto final en lugar del método de producción era una forma efectiva de mejorar la aceptación. ^{[ 174 ]}

El uso de descripciones estandarizadas mejoraría la investigación futura sobre la aceptación de la carne cultivada por parte de los consumidores. Los estudios actuales a menudo han reportado tasas de aceptación drásticamente diferentes, a pesar de poblaciones de encuesta similares. ^{[ 175 ]} Lou Cooperhouse, CEO de BlueNalu, compartió en el podcast Red to Green que "basado en células" y "cultivado en células" eran términos adecuados para diferenciarlo de la carne convencional, a la vez que dejaban claro el proceso por el cual se elaboraba. ^{[ 176 ]} También existe un desafío en cómo usar estas descripciones en el etiquetado. Por ejemplo, en Estados Unidos no existe una legislación federal general que regule cómo debe etiquetarse la carne cultivada para el consumidor. Mientras que los productores de carne tradicionales intentan impedir que las empresas de carne cultivada utilicen el término "carne", los productores de carne cultivada argumentan que la palabra es necesaria para la aceptación del consumidor. ^{[ 177 ]}

La aceptación del mercado global no se ha evaluado. Los estudios están tratando de determinar los niveles actuales de aceptación del consumidor e identificar métodos para mejorar este valor. ^{[ 178 ]} No se dispone de respuestas claras, aunque un estudio reciente informó que los consumidores estaban dispuestos a pagar un precio superior por la carne cultivada. ^{[ 171 ] [ 173 ] [ 174 ] [ 179 ] [ 180 ] [ 181 ] [ 182 ]} Se ha informado que bajos porcentajes de poblaciones de adultos mayores muestran aceptación de la carne cultivada. El comportamiento de alimentación verde, el nivel educativo y el negocio de alimentos se citaron como los factores más importantes para esta población. ^{[ 181 ]} También hay una falta de estudios que relacionen los métodos de producción de carne cultivada con su sabor para el público consumidor.

También deben resolverse los asuntos regulatorios. Antes de su comercialización, la Unión Europea, Australia, Nueva Zelanda, el Reino Unido y Canadá exigen la aprobación de las solicitudes de nuevos alimentos. Además, a partir del 1 de enero de 2018, la Unión Europea exige que los productos y la producción de animales cultivados demuestren su seguridad mediante una solicitud aprobada por la empresa. ^{[ 183 ]}

La producción a gran escala de carne cultivada puede requerir o no la adición de hormonas de crecimiento artificiales al cultivo para la producción de carne. ^{[ 210 ] [ 39 ]} Dado que la carne cultivada se cultiva en un entorno estéril, no hay necesidad de antibióticos. ^{[ 211 ]} Hoy en día, el uso generalizado de antibióticos en la agricultura convencional es el principal impulsor de la resistencia a los antibióticos en los seres humanos. ^{[ 212 ]} Según la Organización Mundial de la Salud, la resistencia a los antimicrobianos representa "una amenaza cada vez más grave para la salud pública mundial que requiere acción en todos los sectores gubernamentales y la sociedad" ^{[ 213 ]} – prediciendo hasta 10 millones de muertes anuales para 2050. ^{[ 214 ]} La carne cultivada podría proporcionar una solución eficaz para ayudar a mitigar este importante riesgo para la salud humana. ^{[ 215 ]}

Investigadores han sugerido que se podrían agregar ácidos grasos omega-3 a la carne cultivada como un beneficio para la salud. ^{[ 63 ]} De manera similar, el contenido de ácidos grasos omega-3 de la carne convencional se puede aumentar modificando la alimentación de los animales. ^{[ 216 ]} Actualmente se está investigando en España para desarrollar carne cultivada con grasas más saludables, lo que podría reducir el colesterol y el riesgo de cáncer de colon típicamente asociado con el consumo de carne roja. ^{[ 217 ]} Un número de la revista Time sugirió que el proceso de cultivo celular también podría disminuir la exposición de la carne a bacterias y enfermedades. ^{[ 64 ]}

Debido al entorno estrictamente controlado y predecible, la producción de carne cultivada se ha comparado con la agricultura vertical . Algunos de sus defensores han pronosticado que tendrá beneficios similares en términos de reducción de la exposición a sustancias químicas peligrosas como pesticidas y fungicidas, lesiones graves y fauna silvestre. ^{[ 218 ]} También existe una falta de investigación sobre la comparación de los efectos en la salud de la producción de carne cultivada con los métodos de producción de carne industrial o carne orgánica biológica.

Aunque la carne cultivada se compone de células musculares, grasas y células de soporte animales, así como vasos sanguíneos, ^{[ 219 ]} que son los mismos que en la carne tradicional, algunos consumidores pueden encontrar inaceptable el proceso de producción de alta tecnología. La carne cultivada ha sido descrita como falsa o "carne Frankenstein". ^{[ 220 ]} Por otro lado, la carne cultivada puede producirse sin las hormonas artificiales, antibióticos, esteroides, medicamentos y OGM comúnmente utilizados en la carne y el pescado de granjas industriales, aunque no se utilizan en la producción biológica orgánica. Si un producto de carne cultivada es diferente en apariencia , sabor , olor , textura u otros factores, puede no ser comercialmente competitivo con la carne producida convencionalmente. La falta de hueso y sistema cardiovascular es una desventaja para platos donde estas partes hacen contribuciones culinarias apreciables. La falta de huesos y/o sangre puede hacer que muchas preparaciones de carne tradicionales, como las alitas de búfalo , sean más apetecibles para algunas personas. Además, la sangre y los huesos podrían cultivarse potencialmente en el futuro. ^{[ 221 ] [ 222 ] [ 223 ]}

La producción animal para consumo humano es una de las principales causas de contaminación del aire y del agua, así como de emisiones de carbono. ^{[ 224 ]} Se han planteado importantes interrogantes sobre si la industria tradicional puede satisfacer la creciente demanda de carne. ^{[ 225 ]} La carne cultivada puede ofrecer una alternativa ambientalmente responsable a la producción tradicional de carne. ^{[ 226 ]} Se espera que los impactos ambientales de la carne cultivada sean significativamente menores que los de la ganadería. ^{[ 227 ]} Por cada hectárea utilizada para la agricultura vertical o la producción de carne cultivada, entre 10 y 20 hectáreas de terreno pueden ser devueltas a su estado natural. ^{[ 228 ]} Las granjas verticales (además de las instalaciones de carne cultivada) podrían aprovechar los digestores de metano para generar parte de sus necesidades eléctricas. Estos digestores podrían construirse in situ para transformar los residuos orgánicos generados en la instalación en biogás , compuesto generalmente por un 65 % de metano. Este biogás podría quemarse para generar electricidad para el invernadero o una serie de biorreactores. ^{[ 229 ]}

Un estudio informó que la carne cultivada era "potencialmente... mucho más eficiente y respetuosa con el medio ambiente". Generaba solo el 4% de las emisiones de gases de efecto invernadero, reducía las necesidades energéticas de la producción de carne hasta en un 45% y requería solo el 2% de la tierra que utiliza la industria cárnica/ganadera mundial. ^{[ 230 ] [ 231 ]} En el análisis del ciclo de vida de Tuomisto se afirmó que producir 1000  kg de carne de forma convencional requiere "26–33  GJ de energía, 367–521  m³ ^de agua, 190–230  m² ^de tierra y emite 1900–2240  kg de CO₂ - _eq de emisiones de GEI". Por otro lado, producir la misma cantidad de carne in vitro tiene "un uso de energía entre un 7% y un 45% menor... emisiones de GEI entre un 78% y un 96% menores, un uso de tierra un 99% menor y un uso de agua entre un 82% y un 96% menor". ^{[ 232 ]}

El estudio más reciente de la firma de investigación independiente CE Delft muestra que, en comparación con la carne de res convencional, la carne cultivada puede causar hasta un 92 % menos de emisiones de gases de efecto invernadero si se utiliza energía renovable en el proceso de producción, un 93 % menos de contaminación, hasta un 95 % menos de uso de tierras y un 78 % menos de agua. ^{[ 233 ]} Existen muchas preocupaciones ambientales sobre la cría intensiva de aves de corral que también pueden reducirse cultivando su carne en lugar de criar animales. Estas preocupaciones incluyen la entrada de microorganismos y estiércol que contiene productos farmacéuticos en el agua y el suelo, la emisión de gases de efecto invernadero como el óxido nitroso y el metano, y la volatilización de partículas de estiércol. ^{[ 234 ]}

Margaret Mellon, escéptica de la Unión de Científicos Preocupados, especula que los requisitos de energía y combustibles fósiles de la producción de carne cultivada a gran escala pueden ser más destructivos para el medio ambiente que la producción de alimentos a partir de la tierra. ^{[ 61 ]} SL Davis especuló que tanto la agricultura vertical en áreas urbanas como la actividad de las instalaciones de carne cultivada pueden causar relativamente poco daño a la vida silvestre que vive alrededor de las instalaciones. ^{[ 235 ]} Dickson Despommier especuló que los recursos naturales podrían salvarse del agotamiento debido a la agricultura vertical y la carne cultivada. ^{[ 236 ]} Un estudio informó que la agricultura convencional mata diez animales silvestres por hectárea cada año. ^{[ 235 ]}

Las técnicas de ingeniería genética , como la inserción, eliminación, silenciamiento, activación o mutación de un gen, no son necesarias para producir carne cultivada. La producción de carne cultivada permite que los procesos biológicos que normalmente ocurren dentro de un animal se produzcan sin él. ^{[ 29 ]} Dado que la carne cultivada se cultiva en un entorno artificial controlado, algunos han comentado que se asemeja más a las verduras hidropónicas que a las verduras genéticamente modificadas. ^{[ 237 ]}

Se están realizando más investigaciones sobre la carne cultivada, y aunque esta no requiere ingeniería genética, los investigadores podrían emplear dichas técnicas para mejorar su calidad y sostenibilidad. Enriquecer la carne cultivada con nutrientes como ácidos grasos beneficiosos es una mejora que puede facilitarse mediante la modificación genética. Esta misma mejora puede lograrse sin modificación genética, manipulando las condiciones del medio de cultivo. ^{[ 238 ]} La modificación genética podría potenciar la proliferación de células musculares. La introducción de factores reguladores miogénicos, factores de crecimiento u otros productos génicos en las células musculares podría aumentar la producción en comparación con la carne convencional. ^{[ 238 ]}

Para evitar el uso de productos de origen animal, se ha propuesto el uso de algas fotosintéticas y cianobacterias para producir los ingredientes principales de los medios de cultivo, en lugar de suero fetal bovino o equino. ^{[ 239 ]} Algunos investigadores proponen que la capacidad de las algas y cianobacterias para producir ingredientes para medios de cultivo puede mejorarse con ciertas tecnologías, probablemente incluyendo la ingeniería genética. ^{[ 240 ]}

El bioeticista australiano Julian Savulescu dijo: "La carne artificial detiene la crueldad hacia los animales, es mejor para el medio ambiente, podría ser más segura y más eficiente, e incluso más saludable. Tenemos la obligación moral de apoyar este tipo de investigación. Recibe el visto bueno ético". ^{[ 35 ]} Los grupos de bienestar animal generalmente están a favor de la carne cultivada, porque el proceso de cultivo no incluye un sistema nervioso y, por lo tanto, no implica dolor ni violación de derechos. ^{[ 61 ] [ 241 ] [ 242 ]} Las reacciones de los vegetarianos a la carne cultivada varían. ^{[ 243 ]} Algunos consideran que la carne cultivada presentada al público en agosto de 2013 no era vegetariana porque se utilizó suero fetal bovino en el medio de cultivo. ^{[ 244 ]} Sin embargo, desde entonces, la carne cultivada se ha cultivado con un medio que no incluye suero bovino. ^{[ 245 ]} El filósofo Carlo Álvaro argumenta que la cuestión de la moralidad de comer carne in vitro se ha discutido solo en términos de conveniencia. Álvaro propone un enfoque orientado a la virtud, sugiriendo que la determinación de producir carne cultivada proviene de motivos no virtuosos, es decir, "falta de templanza y malentendido del papel de los alimentos en el florecimiento humano". ^{[ 246 ]}

Algunos han propuesto investigaciones independientes sobre las normas, leyes y regulaciones para la carne cultivada. ^{[ 247 ]} Al igual que con muchos otros alimentos, la carne cultivada requiere métodos de producción técnicamente sofisticados que pueden ser difíciles para algunas comunidades, lo que significa que carecerían de autosuficiencia y dependerían de corporaciones alimentarias globales. ^{[ 248 ]} Algunos proyectos se centran en hacer que la agricultura celular sea accesible para todos. El Proyecto Shojinmeat , por ejemplo, tiene un enfoque ascendente, enseñando a los participantes a cultivar carne cultivada casera. ^{[ 249 ]}

Estableciendo un paralelismo similar con la carne cultivada, algunos activistas ambientales afirman que adoptar una dieta vegetariana puede ser una forma de centrarse en acciones personales y gestos virtuosos en lugar de un cambio sistémico. El ambientalista Dave Riley declara que «ser vegetariano y no sentir culpa parece tentadoramente sencillo mientras la destrucción ambiental se desata a nuestro alrededor», y escribe que Mollison «insiste en que el vegetarianismo expulsa a los animales del paisaje comestible, por lo que se pierde su contribución a la cadena alimentaria». ^{[ 250 ]}

Las autoridades rabínicas judías discrepan sobre si la carne cultivada es kosher , es decir, aceptable según la ley y la práctica judías. Un factor es la naturaleza del animal del que se obtienen las células, si es una especie kosher o no kosher y si, si las células se tomaron de un animal muerto, se había realizado un sacrificio de acuerdo con la práctica religiosa antes de la extracción de las células. La mayoría de las autoridades coinciden en que si las células originales se tomaron de un animal sacrificado religiosamente, entonces la carne cultivada a partir de él será kosher. ^{[ 251 ]} Dependiendo de la naturaleza de las células, puede determinarse que es kosher incluso cuando se toma de un animal vivo, y algunos han argumentado que sería kosher incluso si proviene de animales no kosher como los cerdos. ^{[ 252 ]} En 2023, la cuestión de si la carne de laboratorio es un producto no cárnico o " pareve " ha sido objeto de debate. ^{[ 253 ]} En 2023, el Gran Rabino de Israel dictaminó que algunos tipos de carne cultivada son kosher y, si no se hacen para que parezcan carne, pueden tener el estatus de pareve. ^{[ 254 ]}

También se han tenido en cuenta las prácticas dietéticas islámicas . ^{[ 255 ]} En medio del debate posterior a la presentación de la hamburguesa de Maastricht de 2013, Abdul Qahir Qamar, de la Academia Internacional de Jurisprudencia Islámica, afirmó que la carne cultivada «no se considerará carne de animales vivos, sino carne cultivada». Siempre que las células no provengan de cerdos, perros u otros animales haram , la carne se consideraría vegetativa y «similar al yogur y los encurtidos fermentados». ^{[ 256 ]}

El catolicismo , que excluye el consumo de carne en ciertos días del año (Cuaresma, Semana Santa), no se ha pronunciado sobre si la carne cultivada está prohibida (como ocurre con la carne) o no (como sucede con otros alimentos como las verduras o el pescado). El hinduismo generalmente excluye el consumo de carne de res, como bistecs y hamburguesas. Chandra Kaushik, presidente del Hindu Mahasabha , declaró sobre la carne cultivada que «no aceptaría que se comercializara en ningún mercado ni que se utilizara con fines comerciales». ^{[ 256 ]}

La carne cultivada es significativamente más costosa que la carne convencional. En una entrevista de marzo de 2015, Post dijo que el costo marginal de la hamburguesa original de su equipo de 250 000 € ahora era de 8,00 €. Estimó que los avances tecnológicos permitirían que el producto fuera competitivo en costos con la carne de res de origen tradicional en aproximadamente diez años. ^{[ 257 ]} En 2018, Memphis Meats redujo el costo de producción a 1700 $ por libra. ^{[ 258 ]} En 2019, Eat Just dijo que costaba alrededor de 50 US$ producir un nugget de pollo. ^{[ 259 ]} Los nuggets de pollo cultivados de la compañía, ahora disponibles en el restaurante 1880 de Singapur, se venden al por menor alrededor de 17 US$ como parte de un menú; ^{[ 260 ]} sin embargo, este precio de venta al público está por debajo del costo. A partir de 2021, la mayoría de las empresas reportan un costo de producción de 100 $ o más por porción del tamaño de una comida. ^{[ 261 ]} Un estudio de 2019 estimó que, con la tecnología actual, el costo real de producción de carne cultivada era de más de $400,000 por kilogramo. Un estudio de 2022 estimó que, si los avances drásticos redujeran los costos medianos a $3.74 por litro, los costos de producción a gran escala podrían, en el mejor de los casos, caer a $63 por kilogramo en los próximos años. Los principales factores que influyen en el costo serían el medio de cultivo (que representa $19.7/kg), la mano de obra ($17.7/kg) y las reparaciones del biorreactor ($5.47/kg). Competir con la carne de res al por mayor ($6/kg) requeriría reducir estos tres costos. ^{[ 262 ]}

Un artículo científico publicado en Front. Sustain. Food Syst. aborda las oportunidades y los desafíos sociales y económicos de la carne cultivada y de origen vegetal para los productores rurales. Según esta investigación, la agricultura celular ofrece "oportunidades como el cultivo de cosechas como ingredientes para la materia prima de la carne cultivada; la cría de animales para obtener material genético para la carne cultivada; la producción de carne cultivada en biorreactores a nivel de granja; la transición a nuevos sectores; nuevas oportunidades de mercado para productos cárnicos híbridos y mixtos de origen animal y alternativo; y nuevo valor en torno a la agricultura regenerativa o de alto bienestar animal". También se identifican algunos desafíos, como la posible "pérdida de sustento o ingresos para los ganaderos y productores de ganado y para los agricultores que cultivan cosechas para la alimentación animal; barreras para la transición a sectores emergentes de carne alternativa; y la posibilidad de exclusión de esos sectores". Algunos agricultores ya ven el potencial de la agricultura celular. Por ejemplo, Illtud Dunsford proviene de una larga estirpe de agricultores en Gales y fundó su empresa de carne cultivada Cellular Agriculture Ltd en 2016. ^{[ 263 ]}

En 2015, la Universidad de Maastricht fue sede de la primera Conferencia Internacional sobre Carne Cultivada. ^{[ 264 ]} New Harvest ^{[ 265 ]} —un instituto de investigación 501(c)(3)— así como The Good Food Institute ^{[ 266 ]} organizan conferencias anuales para reunir a líderes de la industria, científicos, inversores y posibles colaboradores. Ambas organizaciones también financian investigación pública y producen contenido educativo. Organizaciones como la Cellular Agriculture Society y organizaciones similares en Canadá, Francia, Australia y Nueva Zelanda se fundaron para promover la carne cultivada en sus respectivos países. ^{[ 267 ]} Publicaciones como Cell Agri y Protein Report también han proporcionado actualizaciones sobre tecnología y negocios dentro del campo. ^{[ 268 ] [ 269 ]}

La investigación continúa en muchos frentes, incluyendo entomocultura , mapas de interactoma de tejido cardíaco, ^{[ 270 ]} diseño de sustrato, ^{[ 270 ]} diseño de andamio, ^{[ 270 ]} perfil nutricional, ^{[ 270 ]} cinética de reacción, fenómenos de transporte, limitaciones de transferencia de masa y requerimientos estequiométricos metabólicos, ^{[ 270 ]} y proceso de bioimpresión. ^{[ 270 ]}

Varias firmas de capital riesgo y programas aceleradores/incubadoras se centran en ayudar a las empresas emergentes de tecnología de cultivo o a las empresas de proteínas de origen vegetal en general. La firma de capital riesgo Big Idea Ventures (BIV) lanzó su New Protein Fund para invertir en empresas emergentes de alimentos de origen vegetal y celular en Nueva York y Singapur. Invirtieron en MeliBio , Actual Veggies, Biftek.co, Orbillion Bio , Yoconut, Evo, WildFor y Novel Farms. ^{[ 271 ]} Indie Bio es un programa acelerador orientado a la biología que ha invertido en Memphis Meats, Geltor, New Age Meats y Finless Foods. ^{[ 272 ]}

La agricultura acelular consiste en la producción de productos animales sintetizados a partir de materia no viva. Estos productos incluyen leche, miel, huevos, queso y gelatina, que se elaboran a partir de diversas proteínas en lugar de células. ^{[ 283 ]} Estas proteínas deben fermentarse, al igual que en la producción de proteínas recombinantes, la elaboración de alcohol y la generación de muchos productos de origen vegetal como el tofu, el tempeh y el chucrut. ^{[ 284 ]}

Las proteínas están codificadas por genes específicos; estos genes, que codifican la proteína de interés, se sintetizan en un plásmido , una estructura de doble hélice con información genética. Este plásmido, denominado ADN recombinante , se inserta en una muestra bacteriana. Para ello, la bacteria debe ser competente (es decir, capaz de aceptar ADN extracelular) y de transferir genes horizontalmente (es decir, integrar los genes extraños en su propio ADN). La transferencia horizontal de genes es significativamente más difícil en organismos eucariotas que en procariotas , ya que los primeros poseen membrana celular y membrana nuclear, las cuales el plásmido debe atravesar, mientras que los procariotas solo tienen membrana celular. Por esta razón, las bacterias procariotas suelen ser las preferidas. Para que una bacteria sea temporalmente competente, se la puede exponer a una sal como el cloruro de calcio , que neutraliza las cargas negativas de los grupos fosfato de la membrana celular, así como las cargas negativas del plásmido, impidiendo así su repulsión. Las bacterias pueden incubarse en agua tibia, abriendo grandes poros en la superficie celular a través de los cuales puede entrar el plásmido. ^{[ 285 ]}

A continuación, la bacteria se fermenta en azúcar, lo que estimula su crecimiento y duplicación. En este proceso, expresa su ADN, así como el plásmido transferido, dando como resultado una proteína. Finalmente, la solución se purifica para separar la proteína residual. Esto se puede lograr introduciendo un anticuerpo dirigido contra la proteína de interés, que eliminará las células bacterianas que no la contengan. Mediante centrifugación, la solución se puede girar alrededor de un eje con la fuerza suficiente para separar los sólidos de los líquidos. Alternativamente, se puede sumergir en una solución iónica tamponada que utiliza la ósmosis para extraer el agua de las bacterias y eliminarlas. ^{[ 286 ]}