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

In the past several decades, biotecnología has brought us staggering breakthroughs that have changed our lives for the better.  From low cost insulin, to personalized genetic testing, to bioluminescent transgenic fish, the advances made in biotechnology have brought an enormous amount of possibilities for the future.  It’s no surprise that these technological developments have found their way into our food and will continue to shape the future of food.  While legislation and regulations over GMOs and bioengineered additives are still being worked out throughout the world, these products and companies are important examples of how these technologies can make an impact on how we eat.

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 dorado, a genetically-enhanced rice used to address the growing challenge of vitamin A deficiency in the diets of the 140 million children affected by malnutrition.  Normal cultivars of rice have the ability to synthesize the beta carotene, a precursor to vitamin A, in its leaves but those genes aren’t naturally expressed in the rice grain itself.  By introducing three biosynthesis genes into the rice plant that allow it to synthesize beta-carotene in the edible endosperm, a biofortified rice with a golden hue was created.  In 2005, a investigación team at Syngenta released a high-yielding golden rice strain containing 23 times more beta-carotene than the first golden rice variant.  The same method has been used to transform other staple crops including bananas and sorghum. While golden rice still has yet to see full deployment in any country due to limited evidence of bioefficacy in undernourished children, biosafety permits were recently applied for by the International Rice Research Institute in early 2017 to continue conducting studies on golden rice for use in the Philippines.

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

Synthetic biology isn’t just for flavors and additives.  The members of 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 with a CRISPR message that causes enzymatic cuts in the bacterial genome.  These slices in the DNA result in the death of the bacteria.  The advantage of the probiotic over conventional antibiotics is its selective ability to kill only this one type of bacteria, leaving beneficial bacteria intact in their human host to continue serving as an immune barrier against other infectious bacteria.  While still in its early stages, the technology shows promise as a potential tool in the growing arsenal against drug-resistant infections that continue to stress the resources of the medical community.

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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