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Desarrollan las células madre bovinas inmortalizadas que podrían permitir la producción de carne infinita

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El proyecto de la Universidad de Tufts – Boston podrá alimentar a millones de personas en el mundo y replicar a la perfección el sabor y la textura de la carne natural.

La producción masiva de carne infinita está más cerca de convertirse en una realidad, ya que, varios investigadores de la Universidad de Tufts han sido capaces de desarrollar unas células madre musculares bovinas inmortalizadas (iBSC) que pueden crecer rápidamente y dividirse indefinidamente.

Aunque para que la ganadería celular, es decir, el proceso de cultivo de carne en biorreactores, alimente a millones de personas, será necesario superar aún varios desafíos técnicos, ya que, se deberán cultivar células musculares de pollo, pescado, vacas y otras fuentes de alimentos para producir millones de toneladas métricas por año.

Las células madre musculares y grasas extraídas de animales vivos deberán tener una capacidad muy alta para crecer y dividirse, si su función va a ser la de comenzar un cultivo. Estas Estas células primigenias generalmente se dividen solo unas 50 veces antes de que comiencen a envejecer y ya no sean viables. Si bien es teóricamente posible que estas células madre produzcan una cantidad sustancial de carne, las células inmortalizadas desarrolladas por el equipo de TUCCA ofrecen varias ventajas, como la de producir significativamente más masa para la producción de carne y reducir la barrera de entrada para que otros investigadores exploren la agricultura celular.

«Por lo general, los investigadores han tenido que hacer sus propios aislamientos de células madre de animales, lo cual es costoso y laborioso, o usar líneas celulares modelo de especies menos relevantes, como células musculares de ratón», dijo Andrew Stout, estudiante de posgrado en TUCCA y líder investigador del proyecto, «Usando estas nuevas líneas celulares bovinas persistentes, sus estudios pueden ser más relevantes, literalmente yendo directo al meollo del asunto».

Dos pasos han sido clave para transformar las células madre de músculo bovino regulares en las células madre de músculo bovino inmortalizadas. La mayoría de las células, a medida que se dividen y envejecen, comienzan a perder ADN en los extremos de sus cromosomas, que se denominan telómeros, como cuerdas gastadas que se deshilachan con el uso. Esto puede dar lugar a errores cuando se copia o repara el ADN. También puede provocar la pérdida de genes y, finalmente, la muerte de células.

Los investigadores diseñaron las células madre bovinas para reconstruir constantemente sus telómeros, manteniendo efectivamente sus cromosomas «juveniles» y listos para otra ronda de replicación y división celular.

El segundo paso para inmortalizar las células fue hacer que produjeran continuamente una proteína que estimula una etapa crítica de la división celular. Esto acelera efectivamente el proceso y ayuda a que las células crezcan más rápido.

Stout y su equipo de investigación descubrieron que las nuevas células madre sí se diferenciaban en células musculares maduras, aunque no del todo idénticas a las células musculares animales o a las células musculares de las células madre bovinas convencionales.

«Es posible que estén lo suficientemente maduros para replicar el sabor y la textura de la carne natural», dijo Stout, «Eso es algo que tendremos que explorar más a fondo. Se están duplicando a un ritmo muy rápido, por lo que es posible que necesiten un poco más de tiempo para alcanzar la plena madurez».

«Si bien algunos pueden cuestionar si es seguro ingerir células inmortalizadas, de hecho, cuando las células se recolectan, almacenan, cocinan y digieren, no existe un camino viable para el crecimiento continuo», dijo David Kaplan, profesor de ingeniería biomédica en Tufts y director de TUCCA. «Al igual que la carne natural que comemos hoy, las células simplemente se convierten en material inerte que esperamos tenga un sabor delicioso y brinde una amplia gama de beneficios nutritivos».

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Girolando, la mejor alternativa para la producción lechera en climas cálidos

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Con una producción promedio de 5.000 litros de leche durante 305 días bajo el calor del clima tropical, estas terneras presentan una mayor resistencia y adaptación al entorno, lo que aumenta sus tasas de supervivencia. Estas cualidades las destacan en un país donde la cría de terneras enfrenta tasas de mortalidad de hasta el 25 %. Las terneras Girolando pueden producir en promedio 5.000 litros de leche durante 305 días en climas cálidos. Fotos: Felipe Argoty, magíster en Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia sede Palmira.

En Colombia la producción lechera afronta una crisis marcada por los altos costos tanto de los insumos importados utilizados por la industria como de los alimentos concentrados para el ganado, además de factores como la tendencia al bajo consumo en el mercado y el encarecimiento de las tierras en zonas tradicionales de ganadería, entre otros, situación que ha obligado a los productores a buscar nuevas alternativas que permitan mantener la rentabilidad del negocio y reducir las pérdidas.

Foto. La cría de terneras enfrenta tasas de mortalidad de hasta el 25 %

Cerca del 80 % de la producción de leche proviene de animales con composición genuina en su genética, escenario en el que resaltan las terneras Girolando, una raza que toma y supera lo mejor del cruzamiento entre la productividad de la Holstein y la rusticidad de la Gyr, lo que les permite adaptarse a altas temperaturas, ser más tolerantes a parásitos y poderse pastorear en condiciones adversas, características que las convierten en la mejor opción para climas tropicales como los de Tolima, Valle del Cauca, Magdalena Medio y los Llanos Orientales y la Costa Caribe, en donde han demostrado un rendimiento superior.

En la industria lechera la etapa más crítica es la cría de las terneras, ya que es cuando los animales dependen de una adecuada alimentación y cuidados especiales para asegurar su supervivencia y óptimo desarrollo. Además de ser costosa, esta fase se asocia con altos índices de mortalidad, en particular por problemas de nutrición.

Ante este problema, durante su Maestría en Ciencias Agrarias en la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, el zootecnista Luis Felipe Argoty López evaluó mediante tres experimentos alternativas para mejorar la rentabilidad durante la cría, con dietas menos costosas pero con el aporte nutricional necesario para evitar problemas de crecimiento y desarrollo, clave en la crianza de reemplazo, cuando preparan a las terneras para que se conviertan en futuras vacas lecheras que renueven el hato y mantengan la productividad del sistema.

Foto. En Colombia cerca del 50 % de la producción de leche proviene de cruces de toros y cebús.

El Estudio

En la investigación se analizó el crecimiento y desarrollo ruminal (ingesta de alimento sólido) de 19 terneras Girolando F1 con edades entre 14 y 22 meses, en el corregimiento de Santa Rosa de Tapias, municipio de Guacarí (Valle del Cauca).

Para el trabajo se hicieron 3 grupos de animales con sendos tratamientos. A los del primer grupo (grupo control) se le suministraron 4 litros de leche al día, repartidas en dos tomas, y concentrado comercial; al segundo, 4 L de leche distribuidos en tres tomas, más consumo de alimento experimental; y al tercer grupo, 4 L de leche distribuidos en tres tomas, más consumo de alimento comercial. A todos los tratamientos se les suministró pasto pangola y agua a voluntad.

Sobre el alimento experimental, el investigador explica que “hicimos ajustes dentro de la proteína, la pusimos un poco más disponible dentro de la dieta de las terneras, usamos soya, maíz, algunos cereales, premezclas, un promotor de crecimiento ruminal y lo que utilizan todos los alimentos concentrados, porque el reto era hacer un concentrado experimental similar en composición al comercial, pero con algunas mejoras”.

Foto. El estudio se realizó con 19 terneras en el corregimiento de Santa Rosa de Tapias (Valle del Cauca)

También recolectó muestras de sangre cada 15 días, para analizar metabolitos como proteína, albúmina, globulinas, calcio, betahidroxibutirato (BHB) y cortisol. Así mismo evaluó parámetros biométricos como edad, peso, circunferencia, altura, ganancia de peso, consumo promedio y conversión alimenticia. Cada variable evaluada se analizó estadísticamente a través de un modelo mixto de medidas repetidas.

Aunque en la ganancia de peso los resultados no arrojaron diferencias significativas entre los tratamientos, entre muestreo sí las hubo y se evidenció que la edad de los animales influye en la concentración de proteínas en la sangre y que el BHB permite conocer indirectamente el desarrollo ruminal.

También se evidenció que “la edad de los animales influye en la concentración de proteínas en la sangre y que el BHB permite conocer indirectamente el desarrollo ruminal”.

Foto. Con la raza Girolando se puede obtener una producción lechera más competitiva y menos dependiente de razas europeas

El investigador destaca que, “este indicador sugiere que las terneras están desarrollando su rumen de forma óptima, lo cual es esencial para una digestión eficiente, y en última instancia para su futura capacidad de producir leche”.

También se registraron bajos niveles de cortisol en la sangre, una hormona que se libera en respuesta al estrés y puede afectar el crecimiento y la salud general del animal. Altos niveles de este indican que las terneras están experimentando estrés, lo que puede influir negativamente en su sistema inmunológico y reducir su capacidad de aprovechar nutrientes, afectando el desarrollo del rumen y la futura producción de leche.

“Si logramos que más productores opten por razas como la Girolando, tendríamos una producción lechera más competitiva y menos dependiente de razas europeas, cuya adaptación a nuestras condiciones es limitada”, anota el magíster.

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