Ocho formas en que la biotecnología está (todavía) dando forma a los alimentos del futuro

En las últimas décadas, la biotecnología nos ha traído asombrosos avances que han cambiado nuestras vidas para mejor. Desde la insulina de bajo coste, pasando por las pruebas genéticas personalizadas, hasta los peces transgénicos bioluminiscentes, los avances de la biotecnología han aportado una enorme cantidad de posibilidades para el futuro. No es de extrañar que estos avances tecnológicos hayan llegado a nuestra alimentación y que sigan marcando el futuro de los alimentos. Aunque la legislación y la reglamentación sobre los OMG y los aditivos de la bioingeniería todavía se están elaborando en todo el mundo, estos productos y empresas son ejemplos importantes de cómo estas tecnologías pueden influir en nuestra forma de comer.

Tomate Flavr Savr

El Tomate Flavr Savr fue el primer producto modificado genéticamente (OGM) cuya comercialización fue aprobada por la FDA. En 1994, los científicos de la empresa Calgene consiguieron inhibir el proceso de maduración interfiriendo en el ablandamiento natural del tomate. Utilizando un gen antisentido para bloquear la producción de una enzima que interviene en la descomposición de la pared celular, lograron cultivar tomates con una vida útil mucho más larga que los tipos tradicionales del mercado. Aunque al principio los tomates Flavr Savr volaron de las estanterías de los supermercados, una serie de problemas, entre ellos la reacción pública contra el uso de la ingeniería genética en los alimentos, hicieron que el rendimiento del mercado fuera escaso. La empresa Calgene fue finalmente adquirida por Monsanto y el tomate Flavr Savr fue archivado.

El Proyecto Arroz Dorado

A principios de la década de 1990 también se desarrolló la arroz doradoun arroz mejorado genéticamente para hacer frente al creciente problema de la carencia de vitamina A en la dieta de los 140 millones de niños afectados por la malnutrición. Los cultivares normales de arroz tienen la capacidad de sintetizar el betacaroteno, un precursor de la vitamina A, en sus hojas, pero esos genes no se expresan de forma natural en el propio grano de arroz. Al introducir en la planta de arroz tres genes de biosíntesis que le permiten sintetizar betacaroteno en el endospermo comestible, se creó un arroz biofortificado con un tono dorado. En 2005, un equipo de investigación de Syngenta lanzó una cepa de arroz dorado de alto rendimiento que contenía 23 veces más betacaroteno que la primera variante de arroz dorado. El mismo método se ha utilizado para transformar otros cultivos básicos, como el plátano y el sorgo. Aunque el arroz dorado todavía no se ha implantado plenamente en ningún país debido a las escasas pruebas de bioeficacia en niños desnutridos, el Instituto Internacional de Investigación sobre el Arroz solicitó recientemente a principios de 2017 permisos de bioseguridad para seguir realizando estudios sobre el arroz dorado para su uso en Filipinas.

Evolva

La vainillina, el principal producto químico responsable del aroma de la vainilla, ha sido un importante saborizante básico durante más de un siglo. Tradicionalmente producida a partir de materias primas petroquímicas o subproductos de la pulpa de madera, la mayoría de los aromatizantes de vainilla utilizados en los alimentos se fabrican sintéticamente debido a los elevados costes y a la volatilidad del suministro asociados a la vainilla natural producida a partir de las vainas de las semillas. En 2011, la empresa suiza Evolva se asoció con International Flavors and Fragrances para desarrollar una forma de producir la molécula de sabor a través de la fermentación, manipulando el genoma de la levadura de panadería y obligando al microbio a producir vainillina utilizando azúcares fácilmente disponibles como su principal fuente de alimentación. Aunque el proceso no es en absoluto barato, la vainillina producida puede etiquetarse como natural porque no se sintetiza directamente a partir de productos químicos, y puede fabricarse de forma sostenible a gran escala.

Alimentos imposibles

El Dr. Patrick Brown, profesor de Stanford, vio la oportunidad de revolucionar la industria alimentaria introduciendo sabrosos imitadores de los productos cárnicos hechos enteramente con materiales vegetales sostenibles. Tras descubrir que el sabor de la sangre, un importante componente del sabor de la carne que no tienen la mayoría de los sustitutos vegetarianos de la carne, podía reproducirse utilizando una proteína hemo que contiene hierro y que se encuentra en la soja, fundó Alimentos imposibles en 2011 para comercializar productos cárnicos alternativos con auténtico sabor a carne. La proteína hemo, conocida como leghemoglobina, está estructuralmente relacionada con la hemoglobina que se encuentra en las células sanguíneas humanas y animales. Él y su incipiente equipo se dieron cuenta de que la extracción de leghemoglobina sería comercialmente imposible debido a las bajas concentraciones que se encuentran naturalmente en las raíces de la soja. Sin embargo, el imitador del sabor de la sangre podía cultivarse en cubas de fermentación incorporando los genes de síntesis en levaduras, lo que ha permitido a la empresa ampliar con éxito sus procesos de producción. Mientras Impossible Foods sigue sustituyendo las hamburguesas de todo el país por sus hamburguesas vegetales, restaurante a restaurante, estas levaduras transgénicas seguirán siendo una fuente importante de su "salsa secreta".

Setas de botón blanco antidiluvianas

CRISPR es el nuevo avance en la edición de genes que se utiliza en todo el mundo, tanto en los círculos académicos como en los industriales. Recientemente, la tecnología CRISPR fue utilizada por investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania para modificar los genes responsables del pardeamiento en las setas de botón blanco. En una seta de tipo salvaje, la enzima polifenol oxidasa (PPO) provoca el pardeamiento cuando el tejido cortado y magullado se expone al aire, lo que provoca un aspecto desagradable. Pero el método CRISPR puede eliminar genes específicos que codifican la síntesis de la PPO y reducir el pardeamiento en los champiñones blancos alterados en 30%. Como el uso de CRISPR no produce un organismo que contenga ADN extraño, los champiñones pudieron eludir las regulaciones típicas reservadas a los OGM por el USDA. Por tanto, este método abre un sinfín de posibilidades en la edición genética de alimentos vegetales sin las mismas restricciones impuestas a otros productos OMG.

Ginkgo Bioworks

También conocido como "The Organism Company", Ginkgo Bioworks es una empresa emergente con sede en Boston que está abriendo camino en el creciente campo de la biotecnología alimentaria. Se han propuesto producir importantes productos químicos básicos utilizados en sabores, alimentos y fragancias mediante el proceso de fermentación. Al construir levaduras de diseño mediante una combinación de ingeniería genética y automatización robótica, el equipo de Ginkgo Bioworks es capaz de crear y examinar miles de microbios modificados genéticamente, y luego seleccionar los candidatos de alto rendimiento para producir aromas a escala comercial. Una vez más, a diferencia de los aromas sintéticos producidos a partir de productos petroquímicos, los compuestos aromatizantes fabricados a partir de levaduras modificadas genéticamente pueden etiquetarse como naturales, lo que permite a las empresas de aromas ofrecer productos aromatizantes naturales a una fracción del coste en comparación con los extraídos de los cultivos. Actualmente, la empresa está asociada con las principales compañías de sabores Kerry, Robertet, Amyris y Ajinomoto para continuar con el desarrollo de sabores naturales.

Nueva cosecha

La biología sintética no es sólo para sabores y aditivos. Los miembros de Nueva cosecha sueñan con fabricar productos cárnicos completamente sostenibles utilizando únicamente células cultivadas en una placa de Petri, y pastorean en el campo de la agricultura celular. Utilizando la misma tecnología para cultivar tejidos y órganos con fines biomédicos, el equipo de New Harvest trabaja en el desarrollo de métodos para cultivar células animales y convertirlas en carne comestible para el consumo humano. A través de asociaciones con grupos académicos de todo el mundo, New Harvest apoya la investigación de una serie de productos, como carne de vacuno, pollo, pavo, leche, huevos y cerdo. Aunque algunos de estos materiales alimentarios se han cultivado con éxito en una placa de Petri a escala de laboratorio, el principal reto que tenemos por delante es sustituir el costoso medio de crecimiento utilizado en los procesos actuales por alternativas más baratas y sostenibles.

Probióticos CRISPR comestibles

Científicos especializados en alimentación de la Universidad de Wisconsin-Madison demostraron que podían administrar CRISPR a través de productos alimentarios para ordenar a las bacterias resistentes a los antibióticos que murieran. Resistente al tratamiento Clostridium difficile es responsable de un tipo de infección intestinal mortal que puede propagarse rápidamente en entornos hospitalarios y clínicos. Utilizando un probiótico bacteriano común como dispositivo de suministro vivo en forma de píldora, el laboratorio van Pijkeren está desarrollando un virus que infecta selectivamente C. difficile con un mensaje CRISPR que provoca cortes enzimáticos en el genoma bacteriano. Estos cortes en el ADN provocan la muerte de la bacteria. La ventaja del probiótico sobre los antibióticos convencionales es su capacidad selectiva para matar sólo este tipo de bacterias, dejando intactas las bacterias beneficiosas en su huésped humano para que sigan sirviendo de barrera inmunitaria contra otras bacterias infecciosas. Aunque todavía está en sus primeras etapas, la tecnología es prometedora como herramienta potencial en el creciente arsenal contra las infecciones resistentes a los medicamentos que siguen poniendo a prueba los recursos de la comunidad médica.

Aunque sigue existiendo controversia sobre el beneficio final de la tecnología de modificación genética a largo plazo, con preocupaciones de seguridad en torno a su efecto sobre la biodiversidad de los cultivos, la biosíntesis de productos secundarios alergénicos y la transferencia de genes de resistencia a los antibióticos a microorganismos dañinos, está claro que la biotecnología seguirá siendo una poderosa herramienta que da forma a nuestra alimentación y salud en un futuro lejano.

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Bryan Le es un científico de los alimentos con sede en los EE.UU., y ayuda a las nuevas empresas de alimentos y a los empresarios a desarrollar productos listos para su comercialización. Consúltele aquí.

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Por Bryan Le

Bryan Le es actualmente becario de investigación de posgrado en ciencia y medicina y estudiante de doctorado en el Departamento de Ciencias de la Alimentación de la Universidad de Wisconsin-Madison. Está estudiando los efectos beneficiosos y el mecanismo de acción de los compuestos del sabor que se encuentran en la cebolla y el ajo. Ha escrito y editado artículos para el galardonado blog Science Meets Food, patrocinado por la Asociación de Estudiantes del Instituto de Tecnólogos Alimentarios, y le apasiona comunicar la ciencia al público. Bryan tiene un máster y una licenciatura en química por la Universidad de California, Irvine. Ponte en contacto con él en bryanquocle(at)gmail(dot)com, y descubre más sobre su trabajo en bryanquocle.journoportfolio.com

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