Carne cultivada - Cultured meat

O primeiro hambúrguer cultivado, antes do cozimento, fabricado em agosto de 2013.

A carne cultivada é uma carne produzida por culturas de células in vitro de células animais. É uma forma de agricultura celular .

A carne cultivada é produzida usando técnicas de engenharia de tecidos tradicionalmente usadas em medicamentos regenerativos . O conceito de carne cultivada foi popularizado por Jason Matheny no início dos anos 2000, depois que ele foi coautor de um artigo sobre produção de carne cultivada e criou a New Harvest , a primeira organização sem fins lucrativos do mundo dedicada à pesquisa de carne in vitro .

A carne cultivada tem o potencial de resolver problemas globais substanciais de impacto ambiental da produção de carne , bem-estar animal , segurança alimentar e saúde humana .

Palestra A Revolução da Carne no Fórum Econômico Mundial por Mark Post da Universidade de Maastricht sobre carne in vitro. (Tempo de execução 20:16)
Um vídeo da New Harvest / Xprize explicando o desenvolvimento da carne cultivada e uma " bioeconomia pós-animal , impulsionada pela proteína cultivada em laboratório (carne, ovos, leite)". (Tempo de execução 3:09)

Em 2013, o professor Mark Post da Universidade de Maastricht foi o pioneiro em uma prova de conceito para carne cultivada, criando o primeiro hambúrguer cultivado diretamente de células. Desde então, outros protótipos de carne cultivada ganharam a atenção da mídia: SuperMeat abriu um restaurante de laboratório chamado "The Chicken" em Tel Aviv para testar a reação do consumidor ao seu hambúrguer "Chicken", enquanto ocorria a "primeira venda comercial mundial de carne cultivada em células" em dezembro de 2020 no restaurante "1880" de Cingapura, onde foram vendidas carnes de cultura fabricadas pela firma americana Eat Just .

Enquanto a maioria dos esforços no espaço se concentra em carnes comuns, como porco, bovino e frango, que constituem a maior parte do consumo nos países desenvolvidos, algumas novas empresas como a Orbillion Bio se concentraram em carnes sofisticadas ou incomuns, incluindo alce, cordeiro, bisonte, e a premiada variedade Wagyu de carne bovina. A Avant Meats trouxe peixes cultivados de garoupa para o mercado, enquanto outras empresas começaram a cultivar outras espécies de peixes e outros frutos do mar.

O processo produtivo está em constante evolução, impulsionado por múltiplas empresas e instituições de pesquisa . As aplicações da carne cultivada levaram a discussões éticas , de saúde , ambientais , culturais e econômicas .

Nomenclatura

Além carne cultivadas , os termos carne saudável , carne livre de abate , in vitro carne , carnes IVA-adulto , carne lab-adulto , carne com base em células , carne limpa , carne cultivado e carne sintéticos têm sido usados para descrever o produto.

Entre 2016 e 2019, a carne limpa ganhou força. O Good Food Institute (GFI) cunhou o termo em 2016 e, no final de 2018, o instituto publicou uma pesquisa afirmando que o uso de limpeza refletia melhor o processo de produção e os benefícios. Em 2018, ele ultrapassou o cultivo e " in vitro " em menções à mídia e pesquisas do Google. Algumas partes interessadas da indústria sentiram que o termo manchou desnecessariamente os produtores de carne convencionais, continuando a preferir a carne baseada em células como alternativa neutra.

Em setembro de 2019, a GFI anunciou uma nova pesquisa que descobriu que o termo carne cultivada é suficientemente descritivo e diferenciador, possui um alto grau de neutralidade e possui uma classificação elevada para o apelo do consumidor. Uma pesquisa de setembro de 2021 feita pela GFI indicou que a maioria dos CEOs da indústria tem preferência por carne cultivada , com 75% das 44 empresas preferindo-a.

História

Pesquisa inicial

A possibilidade teórica de cultivo de carne em um ambiente industrial há muito capturou a imaginação do público. Em seu ensaio Fifty Years Consequ, de 1931, Winston Churchill escreveu: "Devemos escapar do absurdo de criar um frango inteiro para comer o peito ou a asa, cultivando essas partes separadamente em um meio adequado."

Na década de 1950, o pesquisador holandês Willem van Eelen surgiu independentemente com a ideia de carne cultivada. Como prisioneiro de guerra durante a Segunda Guerra Mundial , Van Eelen passou fome, o que o levou a se apaixonar pela produção e segurança alimentar quando adulto. Mais tarde, ele frequentou a Universidade de Amsterdã. A certa altura, ele assistiu a uma palestra discutindo as perspectivas da carne em conserva. Juntamente com a descoberta de linhagens celulares no início do século, isso enriqueceu a ideia de carne cultivada.

O cultivo in vitro de fibras musculares foi realizado com sucesso pela primeira vez em 1971, quando o professor de patologia Russel Ross cultivou aorta de porquinho-da-índia . Ele relatou,

O músculo liso derivado da mídia interna e íntima da aorta de porquinho-da-índia imaturo foi cultivado por até 8 semanas em cultura de células . As células mantiveram a morfologia do músculo liso em todas as fases de seu crescimento em cultura. Depois de crescer até a confluência, eles cresceram em múltiplas camadas sobrepostas. Na semana 4 em cultura, microfibrilas (110 A) apareceram nos espaços entre as camadas de células. Material semelhante à membrana basal também apareceu adjacente às células. A análise das microfibrilas mostrou que elas têm uma composição de aminoácidos semelhante à da proteína microfibrilar da fibra elástica intacta. Essas investigações, juntamente com as observações radioautográficas da capacidade de um músculo liso da aorta em sintetizar e secretar proteínas extracelulares, demonstram que essa célula é uma célula sintética do tecido conjuntivo ".

Em 1991, Jon F. Vein, dos Estados Unidos, solicitou e finalmente obteve a patente US 6835390  para a produção de carne de engenharia de tecidos para consumo humano, em que músculo e gordura seriam cultivados de forma integrada para criar produtos alimentícios.

Em 2001, o dermatologista Wiete Westerhof da Universidade de Amsterdã , o pesquisador e empresário Willem van Eelen e o empresário Willem van Kooten anunciaram que haviam entrado com um pedido de patente mundial para um processo de produção de carne cultivada. No processo, uma matriz de colágeno é semeada com células musculares , que são banhadas em uma solução nutritiva e induzidas a se dividir.

Naquele mesmo ano, a NASA começou a conduzir experimentos com carne cultivada, com a intenção de permitir que astronautas em viagens distantes cultivassem carne sem sacrificar o armazenamento. Em parceria com Morris Benjaminson, do Turro College, eles puderam cultivar pedaços de peixinho dourado e, posteriormente, peru.

Em 2003, Oron Catts e Ionat Zurr, do Tissue Culture and Art Project e da Harvard Medical School, exibiram em Nantes um "bife" de alguns centímetros de largura, cultivado a partir de células-tronco de rã , que era cozido e comido. O objetivo da exposição era iniciar uma conversa em torno da ética da carne cultivada - "alguma vez esteve viva?", "Alguma vez foi morta?", "É de alguma forma desrespeitoso a um animal jogá-la fora?"

No início dos anos 2000, o estudante americano de saúde pública Jason Matheny viajou para a Índia e visitou uma granja de criação de frangos. Do ponto de vista da saúde pública, ele ficou chocado com as implicações desse sistema para os consumidores humanos. Ao retornar aos Estados Unidos, Matheny se juntou a 3 cientistas envolvidos no esforço da NASA para cultivar carne. Os quatro iniciaram pesquisas com carne de laboratório. Eles publicaram suas descobertas em 2005, a primeira literatura revisada por pares sobre o assunto. Em 2004, Matheny fundou a New Harvest, que visa incentivar o desenvolvimento no campo por meio do financiamento de pesquisas públicas.

Em 2008, a PETA ofereceu um prêmio de US $ 1 milhão para a primeira empresa a trazer carne de frango cultivada em laboratório para os consumidores até 2012. O competidor foi obrigado a completar duas tarefas antes de receber o prêmio: "Produzir um produto de carne de frango cultivado que fosse indistinguível do real frango "e" produzir o produto em quantidades grandes o suficiente para ser vendido de forma competitiva em pelo menos 10 estados ". O concurso foi posteriormente estendido até 4 de março de 2014. Desde que o desafio foi anunciado pela primeira vez em 2008, pesquisadores de todo o mundo fizeram progressos significativos, embora nada tenha alcançado o mercado de massa. O prazo acabou expirando sem um vencedor.

Em 2008, o governo holandês investiu US $ 4 milhões em experimentos relacionados à carne cultivada. O In Vitro Meat Consortium, grupo formado por pesquisadores internacionais, realizou a primeira conferência internacional sobre o assunto, organizada pelo Food Research Institute da Noruega em abril de 2008. A revista Time declarou a produção de carne de cultura uma das 50 ideias inovadoras de 2009 Em novembro de 2009, cientistas da Holanda anunciaram que conseguiram cultivar carne usando células de um porco vivo.

Primeiro julgamento público

O primeiro hambúrguer de carne cultivada, produzido em 2013
Hanni Rützler prova o primeiro hambúrguer de cultura do mundo, 5 de agosto de 2013.

O primeiro hambúrguer de carne bovina cultivada foi criado por Mark Post na Universidade de Maastricht em 2013. Era feito de mais de 20.000 fios finos de tecido muscular, custava mais de US $ 300.000 e precisava de 2 anos para ser produzido. Em 2019, estimou-se que o preço cairia para US $ 10 em 2021.

O hambúrguer foi testado ao vivo na televisão em Londres em 5 de agosto de 2013. Foi preparado pelo chef Richard McGeown do Couch's Great House Restaurant, Polperro , Cornwall, e provado pelos críticos Hanni Rützler , um pesquisador de alimentos do Future Food Studio, e Josh Schonwald . Rützler afirmou: "Há realmente uma mordida, há um certo sabor com o escurecimento. Eu sei que não há gordura nele, então eu realmente não sabia o quão suculento seria, mas há um sabor bastante intenso; é parecido com a carne, não é tão suculento, mas a consistência é perfeita. Isso é carne para mim ... É realmente algo para morder e eu acho que o visual é bem parecido. " Rützler acrescentou que, mesmo em um teste às cegas, ela teria tomado o produto para carne em vez de uma cópia de soja .

Desenvolvimento da indústria

É só uma questão de tempo até que isso aconteça, estou absolutamente convencido disso. No nosso caso, estimo o tempo em cerca de 3 anos antes de estarmos prontos para entrar no mercado em pequena escala, cerca de 5 anos para entrar no mercado em maior escala, e se você me perguntar: "Quando [ carne cultivada] no supermercado da esquina? " Isso vai ser mais perto de 10 do que de 5 anos, eu acho.

- Peter Verstrate, Mosa Meat (2018)

Entre 2011 e 2017, muitas startups de carne de cultura foram lançadas. Memphis Meats , uma startup do Vale do Silício fundada por um cardiologista, lançou um vídeo em fevereiro de 2016, mostrando sua almôndega de carne cultivada. Em março de 2017, apresentou propostas de frango e pato à l'orange, a primeira ave de cultura exibida ao público. Memphis Meats foi posteriormente o tema do documentário 2020 Meat the Future .

Uma empresa israelense, a SuperMeat , realizou uma campanha de crowdfunding viral em 2016, por seu trabalho com frango em cultura.

A Finless Foods, uma empresa sediada em São Francisco voltada para peixes em cultura, foi fundada em junho de 2016. Em março de 2017, iniciou as operações de laboratório. O diretor Mike Selden disse em julho de 2017 que esperava produtos de peixes de cultura no mercado até o final de 2019.

Em março de 2018, a Eat Just (fundada em 2011 como Hampton Creek em San Francisco, mais tarde conhecida como Just, Inc.) afirmou ser capaz de oferecer um produto de consumo a partir de carne cultivada até o final de 2018. De acordo com o CEO Josh Tetrick, a tecnologia já estava lá. A JUST tinha cerca de 130 funcionários e um departamento de pesquisa de 55 cientistas, onde eram pesquisadas carnes de laboratório de aves, suínos e bovinos. A JUST foi patrocinada pelo bilionário chinês Li Ka-shing , do Yahoo! co-fundador Jerry Yang e de acordo com Tetrick também pela Heineken International e outros.

Há um punhado [de startups]. É muito interessante ver, existem três centros: um no Vale do Silício , um na Holanda e um em Israel. Acho que é porque esses três lugares têm, em primeiro lugar, uma grande universidade agrícola - temos Wageningen ; em segundo lugar, uma grande universidade médica - para nós é Leiden ; e finalmente temos Delft no lado da engenharia. Essas três combinações fornecem uma base firme para [desenvolver carne cultivada], e essa [combinação] existe em Israel, na Holanda e na América.

- Krijn de Nood, Meatable (2020)

A startup holandesa Meatable, composta por Krijn de Nood, Daan Luining, Ruud Out, Roger Pederson, Mark Kotter e Gordana Apic, entre outros, relatou em setembro de 2018 que teve sucesso no cultivo de carne usando células-tronco pluripotentes de cordões umbilicais de animais . Embora essas células sejam supostamente difíceis de trabalhar, Meatable afirmou ser capaz de direcioná-las para se comportarem de forma a se tornarem células musculares ou de gordura, conforme necessário. A grande vantagem é que essa técnica ignora o soro fetal bovino , o que significa que nenhum animal precisa ser morto para produzir carne. Naquele mês, cerca de 30 startups de carne cultivada operavam em todo o mundo.

Integriculture é uma empresa com sede no Japão que trabalha em seu sistema CulNet. Os concorrentes incluíram Multus Media, com sede na Inglaterra, e Canadian Future Fields.

Em agosto de 2019, cinco startups anunciaram a formação da Alliance for Meat, Poultry & Seafood Innovation (AMPS Innovation), uma coalizão que busca trabalhar com reguladores para criar um caminho para o mercado de carnes e frutos do mar de cultura. Os membros fundadores incluem Eat Just , Memphis Meats , Finless Foods, BlueNalu e Fork & Goode.

Em 2019, o projeto Foieture foi lançado na Bélgica com o objetivo de desenvolver foie gras de cultura (o nome é uma maleta de 'foie' e 'futuro') por um consórcio de 3 empresas (startup de carne de cultura Peace of Meat, carne pequena - a empresa de temperos Solina e a pequena empresa produtora de patês Nauta) e 3 institutos sem fins lucrativos (universidade KU Leuven , centro de inovação da indústria alimentícia Flanders Food e Bio Base Europe Pilot Plant). A Peace of Meat afirmou em dezembro de 2019 que pretendia concluir a sua prova de conceito em 2020, produzir o seu primeiro protótipo em 2022 e chegar ao mercado em 2023. Nesse mês, o projeto Foieture recebeu uma bolsa de investigação de quase 3,6 milhões de euros da Agência de Inovação e Empresa do Governo Flamengo . Em maio de 2020, a fundadora austríaca da Peace of Meat e pesquisadora científica Eva Sommer afirmou que a startup era então capaz de produzir 20 gramas de gordura cultivada a um custo de cerca de 300 euros (€ 15.000 / kg); o objetivo era reduzir o preço para 6 euros por quilo até 2030. O Piece of Meat construiu dois laboratórios no porto de Antuérpia .

Em 2019, a fazenda Aleph colaborou com a 3D Bioprinting Solutions para o cultivo de carne na Estação Espacial Internacional . Isso foi feito extrudando células de carne em um andaime usando uma impressora 3D.

Em janeiro de 2020, a Quartz descobriu cerca de 30 startups de carne cultivada, e que Memphis Meats, Just Inc. e Future Meat Technologies eram as mais avançadas porque estavam construindo fábricas-piloto. De acordo com a New Scientist, em maio de 2020, 60 start-ups estavam desenvolvendo carne cultivada. Alguns deles eram fornecedores de tecnologia. A mídia de crescimento ainda custa "centenas de dólares por litro, mas para a produção de carne limpa crescer, isso precisa cair para cerca de US $ 1 o litro". Em junho de 2020, funcionários do governo chinês apelaram a uma estratégia nacional para competir em carne cultivada.

A entrada no mercado

Na União Europeia , os novos alimentos , como os produtos à base de carne em cultura, têm de passar por um período de teste de cerca de 18 meses, durante o qual uma empresa deve provar à Autoridade Europeia para a Segurança dos Alimentos (EFSA) que o seu produto é seguro.

Em 2 de dezembro de 2020, a Agência de Alimentos de Cingapura aprovou as "mordidas de frango" produzidas pela Eat Just para venda comercial. Foi a primeira vez que um produto de cultura de carne foi aprovado na revisão de segurança (que levou 2 anos) de um regulador de alimentos e foi amplamente considerado um marco para a indústria. Os pedaços de frango foram programados para serem introduzidos em restaurantes de Singapura.

Empresas

Nota: as datas em itálico referem-se às datas projetadas de realização no futuro; eles podem mudar.

Nome Fundado Área Foco Custos recentes Protótipo Planta piloto A entrada no mercado
Aleph Farms 2017  Israel Carne Acima de $ 3.000 / kg (reclamação de novembro de 2019) Dez. 2018 Planejado para 2021 (reivindicação de abril de 2020) 2023 (reivindicação de novembro de 2019)
Formigas inovam 2020  Cingapura Carne de porco
Appleton Meats 2016  Canadá Carne
Artemys Foods 2019  Estados Unidos Eu no Outono de 2020
Avant Meats 2018  Hong Kong Proteína de peixe Novembro de 2019 2022 (reivindicação de agosto de 2020)
Porque, Animais 2018  Estados Unidos Ração para animais Maio de 2019
Biftek 2018  Turquia Mídia cultural
BioBQ 2018  Estados Unidos Andaime 2022
BlueNalu 2018  Estados Unidos Frutos do mar Outono 2019
BioTech Foods 2017  Espanha Carne de porco € 100 / kg (reclamação de julho de 2019) 2021 (reivindicação de julho de 2019)
Cell Ag Tech 2018  Canadá Eu no
Cell Farm Food Tech 2018  Argentina Eu no
CellX 2020  China Carne de porco 2021 (em 2025) visando a paridade de custos com carne suína de origem convencional
Alimentos Cubiq 2018  Espanha Gordura Setembro de 2019
Comer apenas 2011  Estados Unidos Eu no C. € 50 / pepita (reivindicação de janeiro de 2020) Dezembro de 2017 Construindo desde meados de 2019 (reivindicação de janeiro de 2020) Dezembro de 2020 (restaurantes)
Finless Foods 2016  Estados Unidos Peixe $ 7.000 / lb (reclamação de fevereiro de 2018) Set 2017
Projeto Foieture
(6 empresas / sem fins lucrativos)
2019  Bélgica foie gras € 15.000 / kg (reclamação de maio de 2020) 2020 (reivindicação de dezembro de 2019) 2022 (reivindicação de dezembro de 2019) 2023 (reivindicação de dezembro de 2019)
Fork & Goode 2018  Estados Unidos Eu no
Campos Futuros 2017  Canadá Mídia cultural
Future Meat Technologies 2018  Israel Eu no US $ 10 / lb (meta de fevereiro de 2020 até 2022) 2019 Construindo desde outubro de 2019 2022 (reivindicação de outubro de 2019)
Gaia Foods 2019  Cingapura carne vermelha
Gourmey 2019  França Fois Gras
Heuros 2017  Austrália Ração para animais
Bifes mais altos 2017  Reino Unido Carne de porco £ 'Milhares' / kg (reivindicação de julho de 2020) Julho de 2020
IntegriCulture, Inc. 2015  Japão foie gras ¥ 20.000 / kg (reivindicação de julho de 2019) 2021 2021 (reivindicação de julho de 2020)
Matrix Meats 2019  Estados Unidos Andaime 2020
Meatable 2018  Holanda Carne de porco 2020 (reivindicação de janeiro de 2020) Planejado para o início de 2022 (reivindicação de fevereiro de 2020) 2022 (reivindicação de janeiro de 2020)
Upside Foods (anteriormente Memphis Meats) 2015  Estados Unidos Aves $ 1.700 / lb (reclamação de fevereiro de 2018) Fevereiro de 2016 Construindo desde janeiro de 2020 Por volta de 2020 (reivindicação de fevereiro de 2017)
Mirai Foods 2020   Suíça Carne 'Carro pequeno' / kg (reivindicação de junho de 2020) Junho de 2020
Mosa Meat /
Maastricht University
2015  Holanda Carne € 60 / kg (meta de fevereiro de 2017 até 2020)
'88x mais barato' (reivindicação de julho de 2020)
Agosto de 2013 ( UM ) Instalando desde maio de 2020 2022 (reivindicação de fevereiro de 2020)
Motif FoodWorks 2019  Estados Unidos Carne Fim de 2020 (reivindicação de agosto de 2020) Quarto trimestre de 2021 (aroma de carne bovina) (alegação de outubro de 2020)
Multus Media 2019  Reino Unido Mídia cultural Outubro de 2019
New Age Carnes 2018  Estados Unidos Carne de porco Setembro de 2018 Construindo depois de julho de 2020
SavorEat 2016  Israel Carne Meados de 2021 (restaurantes) (reivindicação de maio de 2020)
Carnes Shiok 2018  Cingapura Camarão $ 3.500 / kg (reclamação de outubro de 2020) 2019 2021 (reivindicação de março de 2020)
SuperMeat 2015  Israel Aves 2018 Até 2022 (reivindicação de maio de 2020)
VOW Foods 2019  Austrália Canguru US $ 1350 / kg (reivindicação de agosto de 2019) Agosto de 2019 2021 (restaurantes) (reivindicação de outubro de 2019)
Tipo selvagem 2016  Estados Unidos Frutos do mar

Além dessas empresas, organizações sem fins lucrativos como a New Harvest , o Good Food Institute e a Cellular Agriculture Society defendem, financiam e pesquisam a carne cultivada.

Processo

Linhas de celular

A agricultura celular requer linhas celulares, geralmente células-tronco. As células-tronco são células indiferenciadas que têm o potencial de se tornar muitos ou todos os tipos de células especializadas necessárias. As células-tronco totipotentes têm a capacidade de se diferenciar em todos os diferentes tipos de células encontradas no corpo. As células-tronco pluripotentes podem amadurecer em todos os tipos de células, exceto as da placenta, e as células-tronco multipotentes podem se diferenciar em várias células especializadas dentro de uma linhagem. As células-tronco unipotentes podem se diferenciar em um destino específico de célula.

As células-tronco podem se diferenciar em uma variedade de células especializadas.

Embora as células-tronco pluripotentes sejam uma fonte ideal, o exemplo mais proeminente dessa subcategoria são as células-tronco embrionárias que - devido a questões éticas - são controversas para uso em pesquisas. Como resultado, os cientistas desenvolveram células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs) - essencialmente células multipotentes do sangue e da pele que foram regredidas a um estado pluripotente, permitindo que se diferenciassem em uma gama maior de células. A alternativa é usar células-tronco adultas multipotentes que dão origem a linhagens de células musculares ou progenitores unipotentes que se diferenciam em células musculares.

As características favoráveis ​​das células-tronco incluem imortalidade, capacidade proliferativa, falta de confiança na adesão, independência do soro e fácil diferenciação em tecido. No entanto, a presença natural de tais características provavelmente difere entre as espécies de células e sua origem. Como tal, o cultivo in vitro deve ser ajustado para preencher as necessidades exatas de uma linha celular específica. No que diz respeito à imortalidade, as células têm um limite no número de vezes que podem se dividir, ditado por sua capa telomérica - bases de nucleotídeos suplementares adicionadas ao final de seus cromossomos. Com cada divisão, a capa do telômero encurta progressivamente até que nada permaneça, caso em que a célula para de se dividir. Ao induzir a pluripotência, a capa do telômero pode ser alongada de modo que a célula se divida indefinidamente. As células de inseto usadas em entomocultura são naturalmente não dependentes de meios de cultura à base de soro, bem como de aderência e, portanto, podem ser cultivadas de forma mais densa em culturas em suspensão em comparação com células de mamíferos.

As linhas celulares podem ser coletadas de uma fonte primária, ou seja, por meio de uma biópsia em um animal sob anestesia local. Eles também podem ser estabelecidos a partir de fontes secundárias, como culturas criopreservadas (culturas congeladas após pesquisas anteriores).

Meio de crescimento

Os mioblastos são um precursor das células musculares e suas fibras são mostradas em amarelo e os núcleos em azul.

Uma vez que as linhagens celulares são estabelecidas, elas são imersas em um meio de cultura para induzi-las a proliferar. Os meios de cultura são normalmente formulados a partir de meios basais que fornecem às células os carboidratos, gorduras, proteínas e sais necessários. Uma vez que uma célula consome uma quantidade suficiente, ela se divide e a população aumenta exponencialmente. Os meios de cultura podem ser suplementados com aditivos - por exemplo, soros - que fornecem fatores de crescimento adicionais. Os fatores de crescimento podem ser proteínas secretadas ou esteróides que são cruciais na regulação dos processos celulares. Normalmente, os fatores de crescimento são adicionados ao meio de cultura através da integração de Soro Fetal Bovino (FBS) ou outro soro de origem animal ou pela produção de proteína recombinante.

Assim que a diferenciação começa, as fibras musculares começam a se contrair e a gerar ácido lático. A capacidade das células de absorver nutrientes e proliferar depende em parte do pH de seu ambiente. À medida que o ácido láctico se acumula na mídia, o ambiente se torna progressivamente mais ácido e cai abaixo do pH ideal. Como resultado, os meios de cultura devem ser atualizados com frequência. Isso ajuda a atualizar a concentração de nutrientes do meio basal.

Andaime

O tecido muscular é desenvolvido a partir do meio de crescimento e organizado em uma estrutura tridimensional pelo andaime para o produto final.

No caso de produtos cárneos estruturados - produtos que são caracterizados por sua configuração geral, bem como pelo tipo de célula - as células devem ser semeadas em andaimes. Os andaimes são essencialmente moldes destinados a refletir e estimular as células a se organizarem em uma estrutura maior. Quando as células se desenvolvem in vivo , elas são influenciadas por suas interações com a matriz extracelular (MEC). A ECM é a malha tridimensional de glicoproteínas , colágeno e enzimas responsáveis ​​pela transmissão de pistas mecânicas e bioquímicas para a célula. Os andaimes precisam simular as características do ECM. Propriedades-chave:

Porosidade

Poros são aberturas minúsculas na superfície do andaime. Eles podem ser criados na superfície do biomaterial para liberar componentes celulares que podem interferir no desenvolvimento do tecido. Eles também ajudam a difundir gases e nutrientes para as camadas mais internas das células aderentes, o que evita o desenvolvimento de um "centro necrótico" (criado quando células que não estão em contato direto com o meio de cultura morrem devido à falta de nutrientes).

Vascularização

O tecido vascular encontrado nas plantas contém os órgãos responsáveis ​​pelo transporte interno de fluidos. Forma topografias naturais que fornecem uma maneira de baixo custo para promover o alinhamento celular, replicando o estado fisiológico natural dos mioblastos. Também pode ajudar na troca de gases e nutrientes.

Propriedades bioquímicas

As propriedades bioquímicas de um andaime devem ser semelhantes às do ECM. Deve facilitar a adesão celular por meio de qualidades texturais ou ligações químicas. Além disso, deve produzir os sinais químicos que estimulam a diferenciação celular. Alternativamente, o material deve ser capaz de se misturar com outras substâncias que tenham essas qualidades funcionais.

Cristalinidade

O grau de cristalinidade de um material determina qualidades como rigidez. A alta cristalinidade pode ser atribuída à ligação de hidrogênio, que por sua vez aumenta a estabilidade térmica, a resistência à tração (importante para manter a forma do andaime), a retenção de água (importante para hidratar as células) e o módulo de Young .

Degradação

Certos materiais se degradam em compostos que são benéficos para as células, embora essa degradação também possa ser irrelevante ou prejudicial. A degradação permite a fácil remoção do andaime do produto acabado, deixando apenas o tecido animal - aumentando assim sua semelhança com a carne in vivo . Esta degradação pode ser induzida pela exposição a certas enzimas que não afetam o tecido muscular.

Comestibilidade

Se os andaimes não puderem ser removidos do tecido animal, eles devem ser comestíveis para garantir a segurança do consumidor. Seria benéfico se fossem feitos de ingredientes nutritivos.

Desde 2010, grupos de pesquisa acadêmica e empresas têm surgido com o objetivo de identificar matérias-primas que tenham as características de andaimes adequados.

Celulose

A celulose é o polímero mais abundante na natureza e fornece os exoesqueletos das folhas das plantas. Por ser abundante, pode ser obtido a um custo relativamente baixo. Também é versátil e biocompatível. Por meio de um processo denominado "descelularização", é revestido por um surfactante que cria poros. Esses poros liberam os componentes celulares da planta, que se transforma em tecido vegetal descelularizado. Este material foi amplamente estudado pelos Grupos Pelling e Gaudette da University of Ottawa e Worcester Polytechnic Institute , respectivamente. Por meio de ligações cruzadas (formando ligações covalentes entre cadeias de polímero individuais para mantê-los juntos), as propriedades mecânicas do tecido vegetal podem ser alteradas para que se pareça mais com o tecido muscular. Isso também pode ser feito misturando o tecido da planta com outros materiais. Por outro lado, o tecido vegetal descelularizado normalmente carece de pistas bioquímicas de mamíferos, por isso precisa ser revestido com proteínas funcionais compensatórias. O crescimento de C2C12 não se alterou significativamente entre o andaime vazio e o mesmo andaime com um revestimento de proteínas de colágeno ou gelatina , no entanto, a eficiência de semeadura (taxa na qual as células se fixam ao andaime) melhorou. Uma vantagem do tecido vegetal descelularizado é a topografia natural proporcionada pela vasculatura foliar. Isso ajuda a replicar o estado fisiológico natural dos mioblastos, que promove o alinhamento celular. As outras maneiras de fazer isso geralmente são um pouco mais caras, incluindo impressão 3D, litografia suave e fotolitografia. A vascularização também pode ajudar a superar o limite de difusão de 100-200 nm do meio de cultura para as células que geralmente produzem centros necróticos em conglomerados musculares. Outra maneira de fazer isso é ter uma estrutura porosa que apóia a angiogênese (o desenvolvimento de novos vasos sanguíneos). Embora isso tenha demonstrado funcionar para o Apple Hypanthium , nem todas as plantas são tão porosas. A alternativa à celulose vegetal é a celulose bacteriana, que normalmente é mais pura do que a celulose vegetal, pois é isenta de contaminantes como a lignina e a hemicelulose . A celulose bacteriana tem mais ligações de hidrogênio entre seus filamentos poliméricos e, portanto, tem maior cristalinidade. Ele também possui microfibrilas menores que permitem reter mais umidade e ter poros menores. A substância pode ser produzida usando carboidratos residuais (o que pode permitir que seja produzida de forma menos cara) e adiciona suculência e mastigabilidade à carne emulsionada (o que significaria que mesmo que não possa ser retirada do produto final, ela contribuirá para o perfil de textura).

Quitina

A quitina é o segundo polímero mais abundante da natureza. É encontrado em exoesqueletos de crustáceos e fungos . Como a agricultura celular está tentando acabar com a dependência de animais, a quitina derivada de fungos é de maior interesse. Quase sempre foi estudado pelo Pelling Group. A quitosana é derivada da quitina em um processo conhecido como desacetilação alcalina (substituindo certos grupos de aminoácidos ). O grau desse processo determina as propriedades físicas e químicas da quitosana. A quitosana tem propriedades antibacterianas; em particular, tem efeitos bactericidas em bactérias planctônicas e biofilmes e efeitos estáticos de bactérias em bactérias gram negativas , como E. coli . Isso é importante porque neutraliza compostos potencialmente prejudiciais sem o uso de antibióticos , o que muitos consumidores evitam. A semelhança do quitosano com os glicosaminoglicanos e as interações internas entre as glicoproteínas e os proteoglicanos tornam-no altamente biocompatível. Ele pode se misturar facilmente com outros polímeros para selecionar mais fatores bioativos. Uma desvantagem potencial da quitosana é que ela se degrada na presença de lisozimas (enzimas que ocorrem naturalmente). Mas, isso pode ser resistido usando desacetilação . Isso não é totalmente negativo, pois os subprodutos produzidos pela degradação têm propriedades antiinflamatórias e antibacterianas. É importante combinar o nível em que as células dependem da matriz para estrutura com degradação.

Colágeno

O colágeno é uma família de proteínas que constitui a estrutura primária do tecido conjuntivo humano. É tipicamente derivado de fontes bovinas, suínas e murinas . A agricultura celular supera essa dependência por meio do uso de organismos transgênicos que são capazes de produzir as repetições de aminoácidos que compõem o colágeno. O colágeno existe naturalmente como colágeno tipo I. Ele foi produzido como hidrogéis porosos, compostos e substratos com dicas topográficas e propriedades bioquímicas. Tipos sintéticos de colágeno têm sido produzidos por meio da produção de proteínas recombinantes - colágeno tipo II e III, tropoelastina e fibronectina . Um desafio com essas proteínas é que elas não podem ser modificadas após a tradução. No entanto, uma proteína fibrilar alternativa foi isolada em micróbios que não possuem pistas bioquímicas do colágeno, mas tem seu tipo de personalização do gene. Um foco da produção de colágeno recombinante é a otimização do rendimento - como ele pode ser produzido de forma mais eficaz. As plantas, em particular o tabaco, parecem ser a melhor opção, no entanto, bactérias e leveduras também são alternativas viáveis.

A proteína texturizada de soja é um produto de farinha de soja frequentemente usado em carnes vegetais que auxiliam no crescimento de células bovinas. Sua textura esponjosa permite a semeadura celular eficiente e sua porosidade estimula a transferência de oxigênio. Além disso, ele se degrada durante a diferenciação celular em compostos que são benéficos para certas células.

Mycellium

O micélio é a raiz dos cogumelos. A Altast Foods Co. está usando a fermentação em estado sólido para cultivar tecido de cogumelo em estruturas de micélio. Eles colhem esse tecido e o usam para criar análogos do bacon.

Nanomateriais

Nanomateriais exibem propriedades únicas em nanoescala . A Biomimetic Solutions, com sede em Londres, está aproveitando nanomateriais para criar andaimes.

A Cass Materials em Perth, Austrália, está usando uma fibra dietética chamada Nata de Coco (derivada de cocos) para criar esponjas de nanocelulose para seu andaime BNC. Nata de Coco é biocompatível, possui alta porosidade, facilita a adesão celular e é biodegradável.

Fiação

Immersion Jet Spinning é um método de criação de andaimes girando polímeros em fibras. Foi desenvolvido pelo Parker Group em Harvard. Sua plataforma usa força centrífuga para extrudar uma solução de polímero através de uma abertura em um reservatório rotativo. Durante a extrusão, a solução forma um jato que se alonga e se alinha à medida que atravessa o entreferro. O jato é direcionado a um banho de precipitação controlado por vórtice que faz ligações cruzadas quimicamente ou precipita nanofibras de polímero. Ajustar entreferro, rotação e a solução altera o diâmetro das fibras resultantes. Este método pode girar andaimes de PPTA, náilon, DNA e folhas de nanofibra. Uma estrutura nanofibrosa feita de alginato e gelatina foi capaz de suportar o crescimento de células C2C12. Mioblastos de músculo liso aórtico de coelho e bovino foram capazes de aderir às fibras de gelatina. Eles formaram agregados nas fibras mais curtas e tecido alinhado nas mais longas.

Matrix Meats está usando eletrofiação - um processo que usa força elétrica para transformar polímeros carregados em fibras para andaimes. Seus andaimes permitem a marmorização da carne, são compatíveis com várias linhas de células e são escalonáveis.

Manufatura aditiva

A bioprinting que reúne as fibras celulares pode ser usada para produzir uma variedade de carnes cultivadas semelhantes a bifes.

Outra forma proposta de estruturar o tecido muscular é a manufatura aditiva . Essa técnica foi aperfeiçoada para aplicações industriais na fabricação de objetos de plástico, náilon, metal, vidro e outros materiais sintéticos. A variação mais comum do processo envolve o depósito incremental de um filamento em camadas em uma cama até que o objeto seja concluído. Este método provavelmente se prestará melhor à aplicação de carne cultivada em oposição a outros tipos, como jateamento de aglutinante, jateamento de material ou estereolitografia que requerem um tipo específico de resina ou pó.

Um filamento de células musculares pode ser impresso em uma estrutura destinada a se assemelhar a um produto de carne acabado, que pode então ser processado posteriormente para a maturação celular. Esta técnica foi demonstrada em uma colaboração entre soluções de bioimpressão 3D e Aleph Farms, que usava manufatura aditiva para estruturar células de peru na Estação Espacial Internacional.

A bioimpressão 3D tem sido utilizada para produzir carne culta semelhante a um bife, composta por três tipos de fibras de células bovinas e com uma estrutura de feixe de fibras celulares semelhante à carne original.

Biorreatores

Configuração de biorreator potencial para carne cultivada

Os andaimes são colocados dentro de biorreatores para que o crescimento e a especialização das células possam ocorrer. Biorreatores são grandes máquinas semelhantes a tanques de cervejaria, que expõem as células a uma grande variedade de fatores ambientais necessários para promover a proliferação ou a diferenciação. A temperatura do biorreator deve replicar as condições in vivo . No caso das células de mamíferos, isso requer aquecimento a 37 graus Celsius. Alternativamente, as células de inseto podem ser cultivadas em temperatura ambiente. A maioria dos biorreatores são mantidos com 5% de dióxido de carbono.

As células podem ser cultivadas em sistemas contínuos ou descontínuos. O primeiro consiste em inocular e colher células em um processo constante, de modo que sempre haja células no biorreator. Os sistemas de lote alimentado significam inocular as células, cultivá-las e colhê-las em um único período.

Biorreatores de tanque agitado são a configuração mais amplamente usada. Um impulsor aumenta o fluxo, homogeneizando assim o meio de cultura e um difusor facilita a troca de oxigênio no meio. Este sistema é geralmente usado para culturas suspensas, mas pode ser usado para células que requerem fixação a outra superfície se microtransportadores forem incluídos. Biorreatores de leito fixo são comumente usados ​​para culturas aderentes. Eles apresentam tiras de fibras que são agrupadas para formar um leito ao qual as células podem se prender. Meio de cultura aerado é circulado através do leito. Em biorreatores airlift, o meio de cultura é aerado em uma forma gasosa usando bolhas de ar que são então espalhadas e dispersas entre as células. Biorreatores de perfusão são configurações comuns para cultivo contínuo. Eles drenam continuamente a mídia saturada com ácido láctico sem nutrientes e a preenchem com mídia reabastecida.

Fermentação

Os elementos descritos acima se aplicam ao cultivo de tecido muscular animal. No entanto, a agricultura celular inclui a "agricultura acelular", que envolve a produção de produtos animais sintetizados de material não vivo. Esses produtos incluem leite, mel, ovos, queijo e gelatina, que são feitos de várias proteínas em vez de células. Nesses casos, essas proteínas devem ser fermentadas da mesma forma que na produção de proteínas recombinantes, na fabricação de álcool e na geração de muitos produtos à base de plantas, como tofu, tempeh e chucrute.

O Impossível Burger foi feito com proteínas heme fermentadas.

As proteínas são codificadas por genes específicos, os genes que codificam a proteína de interesse são sintetizados em um plasmídeo - um circuito fechado de informação genética em dupla hélice. Este plasmídeo, denominado DNA recombinante , é então inserido em uma amostra bacteriana. Para que isso aconteça, a bactéria precisa ser competente (ou seja, capaz de aceitar DNA extracelular estranho) e capaz de transferir genes horizontalmente (ou seja, integrar os genes estranhos em seu próprio DNA). A transferência horizontal de genes é significativamente mais desafiadora em organismos eucarióticos do que em organismos procarióticos porque os primeiros têm uma membrana celular e uma membrana nuclear que o plasmídeo precisa para penetrar, enquanto os organismos procarióticos têm apenas uma membrana celular. Por esta razão, as bactérias procarióticas são frequentemente favorecidas. Para tornar essa bactéria temporariamente competente, ela pode ser exposta a um sal como o cloreto de cálcio , que neutraliza as cargas negativas nas cabeças de fosfato da membrana celular , bem como as cargas negativas no plasmídeo para evitar que os dois se repelam. A bactéria pode incubar em água morna, abrindo grandes poros na superfície da célula através dos quais o plasmídeo pode entrar.

Em seguida, a bactéria é fermentada em açúcar, que a estimula a crescer e se duplicar. No processo, ele expressa seu DNA, bem como o plasmídeo transferido resultando na proteína.

Finalmente, a solução é purificada para separar a proteína residual. Isso pode ser feito através da introdução de um anticorpo criado contra a proteína de interesse que irá matar células de bactérias que não contêm a proteína. Por meio da centrifugação, a solução pode ser girada em torno de um eixo com força suficiente para separar sólidos de líquidos. Alternativamente, pode ser embebido em uma solução iônica tamponada que emprega osmose para lixiviar a água das bactérias e matá-las.

Desafios

Fatores de crescimento

O meio de cultura é um componente essencial do cultivo in vitro . É responsável por fornecer as macromoléculas, nutrientes e fatores de crescimento necessários para a proliferação celular. A terceirização de fatores de crescimento é uma das tarefas mais desafiadoras da agricultura celular. Tradicionalmente, envolve o uso de soro fetal bovino (FBS), que é um produto do sangue extraído de vacas fetais. Além do argumento de que sua produção é antiética, também vicia a independência do uso de animais. É também o componente mais caro da carne cultivada, com preço de cerca de US $ 1.000 por litro. Além disso, a composição química varia muito dependendo do animal, por isso não pode ser quantificada quimicamente de maneira uniforme. FBS é empregado porque ele imita convenientemente o processo de desenvolvimento muscular in vivo . Os fatores de crescimento necessários para o desenvolvimento do tecido são fornecidos predominantemente pela corrente sanguínea de um animal, e nenhum outro fluido conhecido pode fornecer sozinho todos esses componentes.

A alternativa atual é gerar cada fator de crescimento individualmente usando a produção de proteína recombinante. Nesse processo, os genes que codificam o fator específico são integrados às bactérias que são fermentadas. No entanto, devido à complexidade adicional deste processo, é particularmente caro.

O meio ideal seria quantificável quimicamente e acessível para garantir simplicidade na produção, barato e não dependente de animais. Provavelmente será derivado de plantas e, embora possa reduzir a possibilidade de transmissão de agentes infecciosos, pode induzir reações alérgicas em alguns consumidores. Esses soros de cultura também podem exigir modificações específicas da linha celular à qual é aplicado. As empresas atualmente investidas no desenvolvimento de uma cultura baseada em plantas eficazes incluem Future Fields, Multus Media e Biftek.

O Good Food Institute (GFI) divulgou um relatório em 2019 em apoio ao conceito de que a carne à base de células poderia ser produzida ao mesmo custo que a carne moída e em 2021 encomendou um relatório do CE Delft sobre a Análise Tecnoeconômica de carne cultivada. Embora eles concluíssem que os atuais custos de produção do substituto da proteína cultivada na ordem de 100 a 10.000 vezes mais do que os produtos de carne tradicionais, eles previram que melhorias técnicas futuras resultariam em reduções substanciais de custo. O otimismo de que os custos de produção de proteínas baseadas em células podem ser reduzidos em mais de 1000 vezes não é realista, dado que após dezenas de bilhões de dólares de investimento pelas indústrias farmacêuticas e aliadas nos últimos 15 a 20 anos, a produtividade dos medicamentos baseados em células só foi melhorado em 10 a 20 vezes. Os custos atuais de produção de carne à base de células, dadas as informações fornecidas, são estimados em US $ 8.500 a US $ 36.000 (± 30%) por quilograma. Esta estimativa não inclui custos precisos para adicionar componentes nutricionais, necessidade de energia total por kg de produto, processamento em formato comestível, custos de embalagem ou armazenamento, uma vez que estes não foram definidos.

Superfície

Um desafio comum para biorreatores e andaimes é o desenvolvimento de configurações de sistema que permitem que todas as células obtenham exposição aos meios de cultura ao mesmo tempo em que otimizam os requisitos espaciais. Na fase de proliferação celular, antes da introdução do arcabouço, muitos tipos de células precisam ser fixados a uma superfície para suportar o crescimento. Como tal, as células devem ser cultivadas em monocamadas confluentes com apenas uma espessura de célula, o que requer uma grande área de superfície. Isso representa desafios práticos em grandes escalas. Como tal, os sistemas podem incorporar microtransportadores - pequenos grânulos esféricos de vidro ou outro material compatível que estão suspensos no meio de cultura. As células aderem a esses microtransportadores como fariam com os lados do biorreator, o que aumenta a área de superfície.

Na fase de diferenciação celular, as células podem ser semeadas em um andaime e, portanto, não requerem o uso de microtransportadores. No entanto, nesses casos, a densidade das células no andaime significa que nem todas as células têm uma interface com os meios de cultura, levando à morte celular e centros necróticos dentro da carne. Quando o músculo é cultivado in vivo , esse problema é contornado, pois a ECM fornece nutrientes para o músculo através dos vasos sanguíneos. Como tal, muitos scaffolds emergentes têm como objetivo replicar essas redes.

Da mesma forma, os andaimes devem simular muitas das outras características do ECM, mais notavelmente porosidade, cristalinidade, degradação, biocompatibilidade e funcionalidade. Poucos materiais que emulam todas essas características foram identificados, levando à possibilidade de mesclar diferentes materiais com propriedades complementares.

Apoio à pesquisa

A pesquisa em agricultura celular não tem uma base significativa de interesse acadêmico ou fluxos de financiamento. Consequentemente, a maioria das pesquisas foi realizada e financiada por instituições independentes. No entanto, isso está mudando gradativamente, pois os lucros não geram suporte e juros. Notavelmente, New Harvest tem um programa de bolsas para apoiar alunos de pós-graduação e grupos em várias instituições acadêmicas.

Aceitação do consumidor

A aceitação do produto pelo consumidor é crítica. Um estudo analisando a aceitação de carne cultivada na China, Índia e EUA "encontrou altos níveis de aceitação de carne limpa nos três países mais populosos do mundo".

Vários fatores potenciais de aceitação do consumidor de carne cultivada foram identificados. Saudabilidade, segurança, características nutricionais, sustentabilidade, sabor e preço mais baixo são todos fatores contribuintes. Um estudo descobriu que o uso de uma linguagem altamente técnica para explicar a carne cultivada levou a uma atitude pública significativamente mais negativa em relação ao conceito. Comunicar a ciência de forma transparente é importante, mas compartilhar demais os aspectos errados do produto pode atrair atenção desfavorável para questões de segurança. Assim, um dos desafios de como a carne cultivada é comercializada é encontrar o equilíbrio entre a transparência da ciência por trás dela, mas comunicá-la de uma forma que não evoque resistência. Um estudo sugeriu que descrever a carne cultivada de uma forma que enfatizasse o produto final em vez do método de produção era uma forma eficaz de melhorar a aceitação. O papel da nomenclatura também é crucial. Embora a representação da carne cultivada como "carne cultivada em laboratório" seja favorecida pelo sensacionalismo da mídia, ela tem sido contestada pelos líderes da indústria, pois semeia uma imagem inatamente não natural da carne cultivada na percepção do consumidor.

O uso de descrições padronizadas melhoraria pesquisas futuras sobre a aceitação do consumidor de carne cultivada. Os estudos atuais frequentemente relatam taxas de aceitação drasticamente diferentes, apesar de populações de pesquisa semelhantes. Lou Cooperhouse, CEO da BlueNalu, compartilhou no Red to Green Podcast que "baseado em células" e "cultivado em células" eram termos adequados para diferenciá-la da carne convencional, embora sendo claro sobre o processo pelo qual foi feita.

A aceitação do mercado global não foi avaliada. Estudos estão tentando determinar os níveis atuais de aceitação do consumidor e identificar métodos para melhorar esse valor. Não há respostas claras disponíveis, embora um estudo recente tenha relatado que os consumidores estavam dispostos a pagar um preço mais alto pela carne cultivada.

Foi relatado que baixas porcentagens de populações de adultos mais velhos mostram aceitação para carne cultivada. O comportamento alimentar verde, a escolaridade e o comércio de alimentos foram citados como fatores mais importantes para essa população.

Também faltam estudos relacionando os métodos de produção de carnes cultivadas com seu gosto pelo público consumidor.

Regulamentos

Questões regulatórias também devem ser resolvidas. Antes de estarem disponíveis para venda, a União Europeia e o Canadá exigem novas aplicações de alimentos aprovadas. Além disso, a União Europeia exige que os produtos e a produção de cultura de origem animal devem comprovar a segurança, por meio de um aplicativo aprovado da empresa, a partir de 1º de janeiro de 2018.

Nos Estados Unidos , o FDA (Food and Drug Administration) e o USDA (Departamento de Agricultura dos Estados Unidos) concordaram em regular conjuntamente a carne cultivada. Sob o acordo, o FDA supervisiona a coleta de células, bancos de células e crescimento e diferenciação celular, enquanto o USDA supervisiona a produção e rotulagem de produtos alimentares humanos derivados das células.

Diferenças da carne convencional

Saúde

A produção em grande escala de carne cultivada pode ou não exigir que hormônios de crescimento artificiais sejam adicionados à cultura para a produção de carne.

Os pesquisadores sugeriram que os ácidos graxos ômega-3 poderiam ser adicionados à carne em cultura como um bônus à saúde. De maneira semelhante, o teor de ácidos graxos ômega-3 da carne convencional pode ser aumentado alterando-se o que os animais são alimentados. Uma edição da revista Time sugeriu que o processo de cultura de células também pode diminuir a exposição da carne a bactérias e doenças.

Devido ao ambiente estritamente controlado e previsível, a produção de carne cultivada foi comparada à agricultura vertical . Alguns de seus proponentes previram que ele terá benefícios semelhantes em termos de redução da exposição a produtos químicos perigosos como pesticidas e fungicidas, ferimentos graves e vida selvagem.

Também faltam pesquisas sobre a comparação dos efeitos na saúde da produção de carne de cultura com a carne industrial ou com as formas de produção da carne orgânica biológica.

Artificialmente

Embora a carne cultivada consista em células musculares animais, gordura e células de suporte, bem como vasos sanguíneos, que são as mesmas da carne tradicional, alguns consumidores podem considerar o processo de produção de alta tecnologia inaceitável. A carne cultivada foi descrita como falsa ou "carne Franken". Por outro lado, a carne limpa pode ser produzida sem os hormônios artificiais, antibióticos, esteróides, medicamentos e OGMs comumente usados ​​em carnes e frutos do mar de criação industrial, embora não sejam usados ​​na produção biológica orgânica.

Se um produto cárneo cultivado for diferente em aparência , sabor , cheiro , textura ou outros fatores, ele pode não ser comercialmente competitivo com a carne produzida convencionalmente. A falta de osso e sistema cardiovascular é uma desvantagem para os pratos em que essas peças têm contribuições culinárias apreciáveis. No entanto, a falta de ossos e / ou sangue pode tornar muitos preparados tradicionais de carne, como as asas de búfalo , mais palatáveis ​​para algumas pessoas. Além disso, sangue e ossos poderiam ser cultivados no futuro.

Ambiente

A produção animal para alimentação é uma das principais causas da poluição do ar / água e das emissões de carbono. Questões significativas foram levantadas sobre se a indústria tradicional pode atender às demandas cada vez maiores por carne. A carne cultivada pode fornecer uma alternativa ambientalmente consciente para a produção de carne tradicional.

Espera-se que os impactos ambientais da carne cultivada sejam significativamente menores do que da criação de animais. Para cada hectare usado para agricultura vertical e / ou produção de carne de cultura, qualquer lugar entre 10 e 20 hectares de terra pode ser devolvido ao seu estado natural. Fazendas verticais (além de instalações de cultivo de carne) poderiam explorar digestores de metano para gerar uma parte de suas necessidades elétricas. Os digestores de metano podem ser construídos no local para transformar o lixo orgânico gerado na instalação em biogás, que geralmente é composto de 65% de metano. Este biogás poderia ser queimado para gerar eletricidade para a estufa ou uma série de biorreatores.

Um estudo relatou que a carne cultivada era "potencialmente ... muito mais eficiente e amiga do ambiente". Gerou apenas 4% das emissões de gases de efeito estufa, reduziu as necessidades de energia da produção de carne em até 45% e exigiu apenas 2% das terras que a indústria global de carne / pecuária necessita. Na análise do ciclo de vida de Tuomisto afirmou que a produção de 1000 kg de carne convencionalmente requer "26–33 GJ de energia, 367–521 m³ de água, 190–230 m² de terra e emite 1900–2240 kg CO2-eq emissões de GEE". Por outro lado, produzir a mesma quantidade de carne in vitro tem "7–45% menos uso de energia ... 78–96% menos emissões de GEE, 99% menos uso da terra e 82–96% menos uso de água".

A cética Margaret Mellon, da Union of Concerned Scientists, especula que as necessidades de energia e de combustível fóssil da produção de carne cultivada em grande escala podem ser mais destrutivas do ponto de vista ambiental do que produzir alimentos da terra. No entanto, SL Davis especulou que tanto a agricultura vertical em áreas urbanas quanto a atividade de cultivos de carne podem causar relativamente poucos danos à vida selvagem que vive ao redor das instalações. Dickson Despommier especulou que os recursos naturais podem ser poupados do esgotamento devido à agricultura vertical e à carne cultivada. Um estudo relatou que a agricultura convencional mata dez animais selvagens por hectare a cada ano.

Papel da modificação genética

Técnicas de engenharia genética , como inserção, exclusão, silenciamento, ativação ou mutação de um gene, não são necessárias para produzir carne cultivada. A produção de carne cultivada permite que os processos biológicos que normalmente ocorrem dentro de um animal ocorram fora do animal. Visto que a carne cultivada é cultivada em um ambiente artificial controlado, alguns comentaram que a carne cultivada se assemelha mais aos vegetais hidropônicos do que aos vegetais geneticamente modificados .

Mais pesquisas estão em andamento sobre a carne cultivada e, embora a carne cultivada não exija engenharia genética, os pesquisadores podem empregar essas técnicas para melhorar a qualidade e a sustentabilidade. Fortificar a carne cultivada com nutrientes, como ácidos graxos benéficos, é uma melhoria que pode ser facilitada por meio da modificação genética. O mesmo melhoramento pode ser feito sem modificação genética, manipulando as condições do meio de cultura. A modificação genética pode ser capaz de aumentar a proliferação de células musculares. A introdução de fatores reguladores miogênicos, fatores de crescimento ou outros produtos gênicos nas células musculares pode aumentar a produção em relação à carne convencional.

Para evitar o uso de quaisquer produtos de origem animal, o uso de algas fotossintéticas e cianobactérias tem sido proposto para produzir os principais ingredientes para os meios de cultura, em oposição ao soro fetal bovino ou de cavalo. Alguns pesquisadores propõem que a capacidade de algas e cianobactérias de produzir ingredientes para meios de cultura pode ser melhorada com certas tecnologias, provavelmente sem excluir a engenharia genética.

Ético

O bioeticista australiano Julian Savulescu disse: "A carne artificial impede a crueldade contra os animais, é melhor para o meio ambiente, poderia ser mais segura e mais eficiente, e ainda mais saudável. Temos a obrigação moral de apoiar esse tipo de pesquisa. . " Os grupos de bem-estar animal geralmente são a favor da carne cultivada, porque o processo de cultivo não inclui um sistema nervoso e, portanto, não envolve dor ou violação de direitos. As reações dos vegetarianos à carne cultivada variam. Alguns acham que a carne cultivada apresentada ao público em agosto de 2013 não era vegetariana porque soro fetal bovino foi usado no meio de crescimento. No entanto, desde então, a carne cultivada tem sido cultivada com um meio que não envolve soro bovino. O filósofo Carlo Alvaro argumenta que a questão da moralidade de comer carne in vitro foi discutida apenas em termos de conveniência. Alvaro propõe uma abordagem voltada para a virtude, sugerindo que a determinação em produzir carne cultivada em laboratório deriva de motivos não virtuosos, ou seja, "falta de temperança e incompreensão do papel da comida no florescimento humano".

Alguns propuseram investigações independentes sobre os padrões, leis e regulamentos para carnes cultivadas.

Assim como com muitos outros alimentos, a carne cultivada precisa de métodos de produção tecnicamente sofisticados que podem ser difíceis para algumas comunidades, o que significa que elas não teriam autossuficiência e seriam dependentes de corporações globais de alimentos.

Estabelecendo um paralelo semelhante com a carne cultivada, alguns ativistas ambientais afirmam que adotar uma dieta vegetariana pode ser uma forma de focar em ações pessoais e gestos justos, em vez de mudança sistêmica. O ambientalista Dave Riley afirma que "ser sem carne e sem culpa parece sedutoramente simples enquanto a destruição ambiental assola ao nosso redor", e observa que Mollison "insiste que o vegetarianismo afasta os animais da paisagem comestível para que sua contribuição para a cadeia alimentar seja perdida".

Considerações religiosas

Autoridades rabínicas judaicas discordam se a carne cultivada é kosher , o que significa aceitável sob a lei e prática judaica. Um fator é a natureza do animal do qual as células são obtidas, se é uma espécie kosher ou não kosher e se, se as células foram retiradas de um animal morto, o abate religioso ocorreu antes da extração das células. A maioria das autoridades concorda que, se as células originais foram retiradas de um animal abatido religiosamente, a carne cultivada a partir dele será kosher. Dependendo da natureza das células, pode ser determinado que é kosher mesmo quando retirado de um animal vivo, e alguns argumentaram que seria kosher mesmo se vindo de animais não kosher, como porcos.

As práticas dietéticas islâmicas também devem ser consideradas. O Instituto Islâmico de Orange County, Califórnia, disse: "Não parece haver qualquer objeção a comer esse tipo de carne cultivada." Além disso, Abdul Qahir Qamar da Academia Islâmica Internacional Fiqh disse que a carne de cultura "não será considerada carne de animais vivos, mas será carne de cultura". Para células derivadas de porcos, cães e outros animais haram , a carne seria considerada vegetativa e "semelhante ao iogurte e picles fermentados".

O hinduísmo geralmente exclui o consumo de carne bovina, como bife e hambúrgueres. Chandra Kaushik, presidente do Hindu Mahasabha , disse sobre a carne bovina cultivada que ele "não aceitaria que fosse negociada em um mercado de qualquer forma ou usada para fins comerciais".

Econômico

No momento, a carne cultivada é significativamente mais cara do que a carne convencional. No entanto, em uma entrevista em março de 2015, Post disse que o custo marginal do hambúrguer original de € 250.000 de sua equipe era agora de € 8,00. Ele estimou que os avanços tecnológicos permitiriam que o produto tivesse um custo competitivo em relação à carne bovina tradicional em aproximadamente dez anos. Em 2018, a Memphis Meats reduziu o custo de produção para US $ 1.700 por libra. Em 2019, a Eat Just disse que custava cerca de US $ 50 para produzir um nugget de frango.

Desenvolvimento contínuo

Educação

Em 2015, a Universidade de Maastricht sediou a primeira Conferência Internacional sobre Carne Cultivada. New Harvest - um instituto de pesquisa 501 (c) (3) - assim como o The Good Food Institute hospedam conferências anuais para reunir líderes da indústria, cientistas, investidores e colaboradores em potencial. As duas organizações também financiam pesquisas públicas e produzem conteúdo educacional. Organizações como a Cellular Agriculture Society, Cellular Agriculture Canada, Cellular Agriculture France, Cellular Agriculture Australia e Cellular Agriculture New Zealand foram fundadas para defender a carne de cultura em seus respectivos países. Publicações como Cell Agri e Protein Report também surgiram para fornecer atualizações sobre a tecnologia e os negócios no campo.

Pesquisar

A investigação continua em muitas frentes, incluindo entomoculture , interactoma mapas de tecido cardíaco, desenho substrato, de criação de andaime, o perfil nutricional, cinética de reacção, fenómenos de transporte, as limitações de transferência de massa e requisitos estequiométricos metabólicas ,. e processo de bioimpressão.

Aceleradores e incubadoras

Diversas empresas de capital de risco e programas de aceleração / incubadora se concentram em auxiliar startups de tecnologia de cultura ou empresas de proteína vegetal em geral. A empresa de capital de risco Big Idea Ventures (BIV) lançou seu New Protein Fund para investir em células emergentes e empresas de alimentos à base de plantas em Nova York e Cingapura. Eles investiram no MeliBio, Actual Veggies, Biftek.co, Orbillion Bio, Yoconut, Evo, WildFor e Novel Farms. Indie Bio é um programa acelerador orientado para a biologia que investiu em Memphis Meats, Geltor, New Age Meats e Finless Foods.

Na cultura popular

A carne cultivada freqüentemente aparece na ficção científica . A primeira menção pode estar em Dois planetas (1897), de Kurd Lasswitz , onde "carne sintética" é uma das variedades de alimentos sintéticos introduzidos na Terra pelos marcianos. Outros livros notáveis ​​que mencionam carne artificial incluem Ashes, Ashes (1943) de René Barjavel ; The Space Merchants (1952), de Frederik Pohl e CM Kornbluth ; O Restaurante no Fim do Universo (1980), de Douglas Adams ; Le Transperceneige (Snowpiercer) (1982) por Jacques Lob e Jean-Marc Rochette ; Neuromancer (1984) por William Gibson ; Oryx e Crake (2003) por Margaret Atwood ; Deadstock (2007) por Jeffrey Thomas ; Accelerando (2005) de Charles Stross ; Ware Tetralogy, de Rudy Rucker ; Divergent (2011) por Veronica Roth ; e a Saga Vorkosigan (1986-2018) de Lois McMaster Bujold .

No cinema, a carne artificial teve destaque no drama de Giulio Questi , La morte ha fatto l'uovo (A morte colocou um ovo ) de 1968, e na comédia de Claude Zidi , de 1976, L'aile ou la cuisine ( A Asa ou a Coxa ). Galinhas "feitas pelo homem" também aparecem no filme de terror surrealista de David Lynch , Eraserhead . Mais recentemente, também foi destaque como tema central do filme Antiviral (2012).

The Starship Enterprise da franquia de TV e filmes Star Trek aparentemente fornece uma carne sintética, embora equipes de The Next Generation e posteriores usem replicadores .

Na sitcom da ABC Better Off Ted (2009-2010), o episódio " Heroes " apresenta Phil ( Jonathan Slavin ) e Lem ( Malcolm Barrett ) tentando cultivar carne bovina sem vacas.

No videogame Project Eden , os personagens dos jogadores investigam uma empresa de carnes cultivadas chamada Real Meat.

No filme Galaxy Quest, durante a cena do jantar, o personagem de Tim Allen se refere ao gosto de seu bife como "verdadeiro bife de Iowa".

Em The Expanse a carne "crescida em cubas" é produzida para alimentar as pessoas que vivem em espaçonaves / estações espaciais longe da Terra, devido ao custo exorbitante de importar carne real.

A carne cultivada foi um assunto em um episódio do Relatório Colbert em 17 de março de 2009.

Em fevereiro de 2014, uma startup de biotecnologia chamada BiteLabs fez uma campanha para gerar apoio popular para o salame artesanal feito com carne cultivada a partir de amostras de tecido de celebridades. A campanha se tornou popular no Twitter , onde os usuários tuíam para celebridades pedindo-lhes que doem células musculares para o projeto. As reações da mídia ao BiteLabs identificaram a startup como uma sátira à cultura startup, cultura da celebridade ou como um prompt de discussão sobre questões bioéticas. Embora o BiteLabs afirme ter se inspirado no sucesso do hambúrguer de Sergey Brin , a empresa é vista como um exemplo de design crítico, em vez de um empreendimento comercial real.

No final de 2016, a carne de cultura se envolveu em um caso no episódio "How The Sausage Is Made" do programa Elementary da CBS .

A carne cultivada foi traçada no documentário canadense de 2020, Meat the Future .

No videogame de 2020 Cyberpunk 2077 , vários produtos cárneos de cultura estão à venda, devido ao alto custo da carne natural. Isso inclui "EEZYBEEF", feito de células musculares cultivadas in vitro retiradas de gado , e a cultura de flatworm baseada "Orgiatic" que vem em vários sabores.

Veja também

Referências

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