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Una compañía afirma que en 2018 entregará carnes cultivadas en laboratorio

Las empanadas de carne de res cultivadas en un laboratorio podrían llegar a los supermercados ya en 2018

Esta es la audaz declaración de Hampton Creek, una compañía de alimentos con sede en San Francisco que produce principalmente condimentos veganos y masas para galletas. Como informa el Wall Street Journal, la compañía dice que están trabajando en cultivar células animales en el laboratorio para convertirlas en productos cárnicos con una producción libre de crueldad, y que el producto podría estar listo el próximo año. Sin embargo, si la intrincada historia de las carnes cultivadas en laboratorio es algo que debe entrar en juicio, tienen un camino difícil por delante.

Vieja idea, nuevas tácticas

La idea de las carnes cultivadas en laboratorio data de hace décadas, y el proceso real de engañar a las células musculares para que crezcan en el laboratorio se ha logrado desde la década de 1970. La perspectiva de traer estas carnes artificiales a la mesa reapareció en 2006, cuando Vladimir Mironov, entonces en la Universidad Médica de Carolina del Sur, propuso planes para una máquina similar a una cafetera que elaborara hamburguesas personalizadas y filetes de cultivos celulares y crecimiento mediano de la noche a la mañana. Ese proyecto finalmente fracasó, pero el atractivo de las carnes cultivadas en laboratorio sigue siendo poderoso.





Mark Post, fisiólogo de la Universidad de Maastricht en los Países Bajos, dio a conocer la primera hamburguesa real creada en laboratorio en 2013 en un deslumbrante evento en Londres. Su producción costó us$ 325.000 (aunque él dice que los costos han bajado desde entonces), y, de acuerdo con los catadores, era un poco sosa. Desde entonces, Post ha formado una empresa, Mosa Meat, para refinar la tecnología necesaria para reducir los costos, y otros grupos, como Memphis Meats, persiguen un objetivo similar.

Tarea no fácil

Los desafíos que enfrentan son multifacéticos. La preocupación más apremiante en este momento es la escala: aunque se ha demostrado que es posible hacer una hamburguesa en el laboratorio, eso no significa que cualquier esté cerca de producir millones. En la actualidad, se necesitan grandes cantidades de tejidos cultivados para producir una sola hamburguesa, lo que significa que en este momento tanto el espacio físico como los requisitos de costo superan con creces los beneficios de cultivar carne en un laboratorio. La carne artificial también requiere un soporte para crecer, una estructura que idealmente será comestible para las carnes cultivadas en el laboratorio, y debe ser estirada o «ejercitada» periódicamente para estimular el crecimiento. Y la carne de vacuno de laboratorio que se ha cultivado hasta ahora ni siquiera puede pretender haberse librado de la crueldad, ya que requiere suero fetal de ternera para el sustento.

Una vez que se hayan resuelto esos problemas, los consumidores deberán convencerse de que las carnes cultivadas en laboratorio son seguras, y que saben tan bien como las reales. Si bien el gusto puede ser subjetivo, un estudio publicado este año indicó que más de la mitad de los participantes estaría dispuesto a probar la carne cultivada en laboratorio, y aproximadamente el cincuenta por ciento pagaría más por esta experiencia.

Si alguna vez llega a buen término, los productos cárnicos cultivados en incubadoras podrían resolver una serie de problemas para nuestra creciente población. La producción de carne consume muchos recursos y contribuye significativamente a las emisiones de gases de efecto invernadero. Se prevé que la demanda proyectada de carne se disparará más allá de lo que producimos actualmente, y las preocupaciones éticas en torno a la agricultura industrial continúan siendo un problema también. Hacer carne sin animales sería una bendición para los futuros viajeros espaciales, permitiéndoles disfrutar de costillas y tocino lejos de la Tierra sin la torpeza logística de convertir a los cerdos en astronautas.

Es difícil saber ahora si Hampton Creek puede cumplir con sus aspiraciones: la compañía ha combatido anteriormente las acusaciones de desarrollo acelerado de productos, y ciencia incierta en su línea de mayo vegana. Sin embargo, si llegara a suceder, otras compañías de carne cultivadas en laboratorio se quedarán rascándose la cabeza y luchando por ponerse al día. Y los consumidores podrán dar un paso más en el futuro.

Fuente: Discover Magazine. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Chips hiperminiaturizados pueden detectar enfermedades desde el interior de la célula viva

Un grupo de investigadores logró miniaturizar 1.000 millones de veces los chips que se utilizan para el análisis simultáneo de diferentes moléculas

En el estudio y detección de enfermedades es habitual emplear chips planares, como, por ejemplo, los chips de ADN, con los que se comparan los niveles de expresión de genes entre células sanas y células que están desarrollando la enfermedad. Un grupo de investigadores, liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha logrado miniaturizar 1.000 millones de veces este tipo de chips que se utiliza para el análisis simultáneo de diferentes moléculas. El trabajo, publicado en la revista Advanced Materials, destaca que al reducir el tamaño de estos dispositivos, se pueden introducir en una célula viva, abriendo la posibilidad a estudios más precisos en el campo de la medicina.

“Los dispositivos que se emplean en la actualidad suelen medir unos cinco centímetros y eso obliga a destruir las células para analizar su interior. Sin embargo, al miniaturizar los chips es posible introducirlos en células vivas mediante lipofección, una técnica que consiste en recubrir el dispositivo con una capa de lípidos que se fusiona con la membrana de la célula. De este modo, se pueden monitorizar los cambios que experimenta la célula a lo largo del tiempo sin necesidad de matarla”, explica José Antonio Plaza, científico del CSIC en el Instituto de Microelectrónica de Barcelona y coordinador del estudio.

Para fabricar estos dispositivos, que están realizados en dióxido de silicio, los expertos se han basado en técnicas empleadas en la industria de chips microelectrónicos y la estampación selectiva de biomoléculas, método en el que la tinta empleada es una disolución de moléculas. El resultado son chips que, además de permitir el análisis de células sin necesidad de destruirlas, facilitan su estudio individual.

“Este tipo de análisis es de gran interés porque se ha descubierto que la heterogeneidad en una misma población celular es importante en muchos procesos fisiológicos y patológicos”, señala la investigadora Teresa Suárez, del Centro de Investigaciones Biológicas de Madrid.

 

 

Además del Instituto de Microelectrónica de Barcelona y el Centro de Investigaciones Biológicas, ambos del CSIC, en este trabajo han participado la Universidad de Barcelona y el Instituto de Bioingeniería de Cataluña, que han llevado a cabo la funcionalización química de los dispositivos para dotarlos de funcionalidad. Se trata de un proyecto financiado por el Plan Nacional de Investigación Científica y Técnica y de Innovación.

Publicación original: Suspended Planar-Array Chips for Molecular Multiplexing at the Microscale

Fuente: CSIC. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Crean un chip alimentado por mecanismos biológicos celulares

Investigadores de ingeniería de Columbia han aprovechado, por primera vez, la maquinaria molecular de los sistemas vivos para alimentar un circuito integrado con trifosfato de adenosina (ATP), la moneda energética de la vida

Lo logaron integrando un circuito integrado convencional de estado sólido, un semiconductor del tipo metal-óxido-complementario (CMOS), con una membrana artificial lipídica bicapa que contiene bombas de iones impulsados por ATP, lo que abre la puerta a la creación de sistemas artificiales completamente novedosos que contengan componentes tanto biológicos como de estado sólido. El estudio, dirigido por Ken Shepard, profesor de Ingeniería Eléctrica y profesor de ingeniería biomédica en Ingeniería de Columbia, se publicó en línea el 7 de diciembre en Nature Communications.

«Combinando un dispositivo electrónico biológico con CMOS podremos crear nuevos sistemas que no son posibles con una u otra tecnología por sí sola», dice Shepard. «Estamos muy entusiasmados ante la perspectiva de ampliar la gama de dispositivos activos que tendrán nuevas funciones, como la recolección de energía de ATP, como se hizo aquí, o el reconocimiento de moléculas específicas, dando a los chips la posibilidad de degustar y oler. Esta fue una dirección bastante nueva y única para nosotros y tiene un gran potencial para darle nuevas capacidades a los sistemas de estado sólido con componentes biológicos».

Shepard, cuyo laboratorio es líder en el desarrollo de sistemas de ingeniería de estado sólido interconectados con sistemas biológicos, señala que a pesar de su éxito abrumador, la electrónica CMOS de estado sólido es incapaz de replicar ciertas funciones naturales de los sistemas vivos, como los sentidos del gusto y el olfato y el uso de fuentes de energía bioquímica. Los sistemas vivos logran esta funcionalidad con su propia versión de la electrónica, basada en membranas lipídicas y canales iónicos y bombas que actúan como una especie de «transistor biológico». Ellos usan carga en forma de iones para llevar energía e información; los canales iónicos controlan el flujo de iones a través de las membranas celulares. Los sistemas de estado sólido, como los de las computadoras y los dispositivos de comunicación, usan electrones; sus señales electrónicas y la alimentación son controlados por transistores de efecto de campo.

En los sistemas vivos, la energía se almacena en potenciales a través de membranas de lípidos, en este caso creados por medio de la acción de bombas de iones. El ATP se utiliza para transportar la energía desde donde se genera hasta donde se consume en la célula. Para construir un prototipo de su sistema híbrido, el equipo de Shepard, dirigido por el estudiante de doctorado Jared Roseman, envasó un circuito integrado CMOS con una ‘biocelda’ colectora de ATP. En presencia del ATP, el sistema bombea iones a través de la membrana, produciendo un potencial eléctrico que es aprovechado por el circuito integrado.

«Hemos hecho una versión a macroescala de este sistema, en la escala de varios milímetros, para ver si funcionaba», señala Shepard. «Nuestros resultados proporcionan una nueva visión de un modelo de circuito generalizado, lo que nos permite determinar las condiciones para maximizar la eficiencia del aprovechamiento de la energía química a través de la acción de estas bombas de iones. Ahora vamos a estar buscando la manera de ampliar el sistema.»

Mientras que otros grupos han cosechado energía de sistemas vivos, Shepard y su equipo están explorando cómo hacer esto a nivel molecular, aislando simplemente la función deseada e interconectando esto con la electrónica. «No necesitamos toda la célula», explica. «Sólo agarramos el componente de la célula que hace lo que queremos. Para este proyecto, se aislaron las ATPasas porque eran las proteínas que nos permitieron extraer energía del ATP.»

La capacidad de construir un sistema que combina el poder de la electrónica de estado sólido con la capacidad de los componentes biológicos es una gran promesa. «Si necesita un perro detector de bombas, pero si usted puede tomar sólo la parte del perro que le es útil —las moléculas que están haciendo la detección— no se necesita todo el animal», dice Shepard.

 

 

«Con la escala adecuada, esta tecnología podría proporcionar una fuente de energía para los sistemas implantados en entornos ricos en ATP, como el interior de las células vivas», añadió Roseman.

Referencia de publicación: Jared M. Roseman, Jianxun Lin, Siddharth Ramakrishnan, Jacob K. Rosenstein, Kenneth L. Shepard. Hybrid integrated biological–solid-state system powered with adenosine triphosphate. Nature Communications, 2015; 6: 10070 DOI: 10.1038/NCOMMS10070.

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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