Sin árboles dañados: el MIT tiene como objetivo hacer crecer la mesa de su cocina en un laboratorio un día
Probablemente hayas escuchado el rumor en torno a la carne cultivada en laboratorio (o cultivada). Ahora podemos tomar algunas células de un animal vivo y convertir esas células en un trozo de carne. El proceso es más amable con los animales, consume menos recursos y tiene menos impacto ambiental.
Los investigadores del MIT pronto publicarán un artículo que describe una prueba de concepto para tejidos vegetales cultivados en laboratorio , como madera y fibra, utilizando un enfoque similar. La investigación es temprana, pero es una gran visión. La idea es crecer en lugar de construir algunos productos hechos de biomateriales.
Considere su mesa de madera promedio. A lo largo de los años, un árbol (o árboles) convirtió la luz solar, los minerales y el agua en hojas, madera, corteza y semillas. Cuando alcanzó cierto tamaño, el árbol fue talado y transportado a un aserradero para convertirlo en madera. Luego, la madera se transportó a una fábrica o taller de madera donde se cortó, se le dio forma y se unió.
Ahora, imagine que todo el proceso sucede al mismo tiempo en el mismo lugar. Esa es la idea futurista en juego aquí. La madera cultivada solo a partir de las células que le interesan (sin semillas, hojas, corteza o raíces) podría manipularse para producir propiedades deseables y cultivarse directamente en formas (como una mesa de cocina). Menos vehículos de 18 ruedas y herramientas eléctricas.
Sin problemas, sin despeinarse.
Y, por supuesto, una vez perfeccionada, la técnica no se limitaría a las mesas de crecimiento. Se podrían fabricar otros productos a partir de una variedad de biomateriales. En teoría, y a escala, el proceso sería más eficiente, menos derrochador y también salvaría algunos bosques.
Esa es la visión. Pero primero, los investigadores deben averiguar si es viable.
Conseguir madera de las células
La autora principal y estudiante de doctorado del MIT en ingeniería mecánica, Ashley Beckwith, dijo que se sintió inspirada por el tiempo que pasó en una granja. Visto a través de la lente exigente de un ingeniero, Beckwith quedó impresionado por las ineficiencias de la agricultura. El clima y las estaciones están fuera de nuestro control. Usamos la tierra y los recursos para cultivar plantas enteras, pero solo usamos trozos y pedazos de ellos como alimento o materiales.
“Eso me hizo pensar: ¿Podemos ser más estratégicos sobre lo que estamos obteniendo de nuestro proceso? ¿Podemos obtener más rendimiento de nuestros insumos? " Beckwith dijo en un comunicado del MIT sobre la investigación . “Quería encontrar una manera más eficiente de usar la tierra y los recursos para que pudiéramos dejar más áreas cultivables que permanecieran silvestres, o para mantener una menor producción pero permitir una mayor biodiversidad”.
Para probar la idea, el equipo tomó células de las hojas de una planta de zinnia y las alimentó en un medio de crecimiento líquido. Después de que las células crecieron y se dividieron, los investigadores las colocaron en un andamio de gel y las bañaron en hormonas. Quizás se pregunte qué tienen que ver las células de las zinnias, que son una pequeña planta con flores, con la madera. Resulta que sus propiedades se pueden "ajustar" como las células madre para expresar los atributos deseados. Las hormonas, auxina y citoquinina, indujeron a las células de zinnia a producir lignina, un polímero que hace que la madera sea firme.
Al ajustar sus perillas hormonales, el equipo pudo marcar la producción de lignina. Además, el andamio de gel, que en sí mismo es firme, indujo a las células a crecer en una forma particular.
“La idea no es solo adaptar las propiedades del material, sino también adaptar la forma desde la concepción”, dijo Luis Fernando Velásquez-García, científico principal de Microsystems Technology Laboratories del MIT, coautor del artículo y coadvisor de Beckwith.
El laboratorio de Velásquez-García trabaja con tecnología de impresión 3D, y ve la nueva técnica como una especie de fabricación aditiva, donde cada celda es una impresora y el andamio de gel dirige su producción. Si bien aún es temprano, el equipo cree que su trabajo demuestra que las células vegetales pueden manipularse para producir un biomaterial con propiedades adecuadas para un uso específico. Pero, por supuesto, se requiere mucho más trabajo para llevar la idea más allá de la prueba de concepto.
Cosas en crecimiento
Los investigadores dicen que necesitan averiguar si lo que han aprendido se puede adaptar a otros tipos de células. Los botones y diales hormonales pueden diferir de una especie a otra. Además, la ampliación requiere resolver problemas como mantener un intercambio de gases saludable entre las células. A la espera de más investigación, también es una pregunta abierta si la idea es un caso sólido en comparación con los métodos tradicionales fuera del laboratorio. Pero esto no es inusual.
Las primeras investigaciones responden a la pregunta básica: ¿Vale la pena seguir adelante con esta idea? A menudo, necesariamente, deja preguntas clave sin respuesta, como el costo y la escalabilidad. Los primeros experimentos con carne cultivada en laboratorio, por ejemplo, fueron increíblemente costosos y carecían de propiedades clave. La primera hamburguesa cultivada en laboratorio costó unos cientos de miles de dólares, pero carecía de los trozos grasos (sabrosos) de una hamburguesa tradicional de carne molida.
No estaba listo para el horario de máxima audiencia en términos de costo o calidad, pero en los años posteriores, la inversión y el interés han crecido y los costos disminuyeron. Ahora no es tan risible imaginar carne cultivada en laboratorio en su supermercado o restaurante local. El año pasado, Singapur se convirtió en el primer país en aprobar la carne cultivada en laboratorio para el consumo comercial .
Ya sea que esta visión en particular cobre fuerza o no, ver las células como fábricas en miniatura no es nuevo. Cada vez más, los mundos de la bioingeniería y la fabricación chocan. Las células de ingeniería ya se están poniendo a trabajar en entornos industriales, y el otoño pasado, una marca de ropa japonesa ofreció un suéter de edición limitada (y extremadamente costoso) hecho de 30% de fibra producida por bacterias transgénicas cultivadas en un biorreactor .
En el futuro, es posible que no solo construyamos muebles, sino que también los cultivemos.
