Las células madre bovinas ofrecen un nuevo enfoque para la investigación futura sobre el filete cultivado
Investigadores del EMBL de Barcelona desarrollan tejidos bovinos autoorganizados que contienen células musculares, nerviosas y vasculares
La carne cultivada tiene como objetivo producir carne a partir de células animales en el laboratorio, sin necesidad de criar un animal vivo para la producción cárnica. Se ha propuesto como una alternativa potencialmente más sostenible que la producción cárnica convencional. Sin embargo, recrear algo tan complejo como un filete —en lugar de carne picada— sigue siendo un gran reto científico.
Tejido bovino en 3D que contiene fibras musculares y redes similares a vasos sanguíneos.
Marina Sanaki-Matsumiya/EMBL, CC BY-NC-SA
Ahora, investigadores del EMBL de Barcelona han desarrollado un método para cultivar tejidos bovinos autoorganizados que contienen células musculares, nerviosas y vasculares a partir de una línea de células madre embrionarias bovinas cultivadas en laboratorio. Este trabajo ofrece una nueva plataforma para estudiar la formación de tejidos y podría contribuir al avance de las futuras tecnologías de carne cultivada. El trabajo se ha publicado en *Nature Communications*.
Los enfoques actuales para la carne de vacuno cultivada suelen basarse en células madre extraídas de vacas adultas. Aunque estas células pueden producir músculo, tienen una capacidad limitada para dividirse y ya están predeterminadas para convertirse únicamente en determinados tipos de tejido. Esto dificulta recrear la diversidad de tipos celulares que se encuentra en la carne real.
Miki Ebisuya, antigua jefa de grupo en el EMBL de Barcelona y actual catedrática Humboldt en la PoL-TU de Dresde, y su equipo utilizaron una línea consolidada de células madre embrionarias bovinas que pueden cultivarse y multiplicarse en el laboratorio durante largos periodos. A diferencia de las células adultas, las células madre embrionarias pueden proliferar durante largos periodos y conservan la capacidad de desarrollarse en muchos tipos celulares diferentes. Al guiar cuidadosamente su desarrollo, los investigadores generaron simultáneamente tres componentes clave del tejido muscular: células musculares esqueléticas, neuronas y células endoteliales, capaces de crear vasos sanguíneos. Sorprendentemente, las células se organizaron por sí mismas en agregados tridimensionales similares a tejidos sin necesidad de técnicas de ensamblaje complejas.
«Uno de los mayores retos de la carne cultivada es reproducir la complejidad del tejido real», afirmó Marina Sanaki-Matsumiya, antigua becaria posdoctoral del Grupo Ebisuya y actualmente profesora adjunta en la Universidad de Tsukuba, en Japón. «En lugar de cultivar cada tipo de célula por separado y ensamblarlas posteriormente, hemos demostrado que las células madre embrionarias pueden desarrollarse juntas y autoorganizarse, imitando el desarrollo del tejido real».
La capacidad de desarrollar células endoteliales reviste especial importancia. En los tejidos vivos, los vasos sanguíneos suministran oxígeno y nutrientes, lo que permite que los tejidos crezcan y se mantengan sanos. Aunque las redes similares a vasos sanguíneos formadas en este estudio son aún primitivas, representan un paso importante hacia la creación de tejidos cultivados más grandes y complejos.
Utilizando el protocolo desarrollado por el Grupo Ebisuya, los investigadores produjeron agregados tridimensionales de 0,6 mm de diámetro en 15 días. Aunque estos tejidos son excepcionalmente pequeños, presentan un importante nivel de complejidad celular. En cada uno de los agregados, las fibras musculares se formaron junto a redes de células endoteliales y neuronas espinales que interactuaban con el músculo, lo que demuestra que se pueden generar conjuntamente múltiples tipos de tejidos que interactúan a partir del mismo proceso de desarrollo, en lugar de ensamblarse a partir de tipos de células adultas derivadas.
Los investigadores señalan que este trabajo es una prueba de concepto inicial, más que una receta para producir filetes cultivados.
«El tejido que hemos generado sigue siendo muy pequeño», afirmó Ebisuya. «Para producir algo que se parezca a un filete, necesitaremos tejidos mucho más grandes con redes de vasos sanguíneos más maduras que puedan soportar un crecimiento continuado».
Otro reto importante es el coste. El cultivo de células madre embrionarias y la orientación de su desarrollo requieren actualmente costosos medios de cultivo celular y reactivos, lo que hace que la producción de alimentos a gran escala sea económicamente inviable.
Más allá de la producción alimentaria, este trabajo también ofrece un potente modelo para comprender cómo se desarrollan los tejidos musculares. Dado que el sistema contiene múltiples tipos de células que interactúan entre sí, podría ayudar a los investigadores a estudiar el desarrollo muscular y la ingeniería de tejidos de formas que resultan difíciles de lograr con cultivos celulares más simples.
Aunque los filetes cultivados aún están lejos de convertirse en una realidad, el estudio demuestra que las células madre embrionarias pueden generar varios de los componentes celulares esenciales en un único sistema autoorganizado. Al reunir células musculares, nerviosas y vasculares, este trabajo sienta unas bases importantes para la creación de tejidos cultivados más complejos en el futuro.
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