Usando CRISPR-Cas9 para Hackear Genéticamente el Micelio Comestible y Convertirlo en Sustitutos de Carne

Micelio de hongos para sustituir la carne

En los últimos años se han realizado numerosos esfuerzos para cultivar carne en laboratorio y reducir los impactos ambientales de la ganadería. Su expansión comercial ha encontrado obstáculos, entre ellos los costos y las dificultades técnicas del cultivo celular.

Una alternativa es crear un sustituto de carne libre de animales. Y para que funcione comercialmente, cuanto más se asemeje a la carne en sabor y textura, más fácil será convencer a los consumidores.

Hasta ahora, la mayoría de los sustitutos han sido de origen vegetal, como las hamburguesas de Impossible Foods.

Fuente: Save On Foods

Sin embargo, ha sido difícil replicar completamente la sensación y el sabor de la carne real con alternativas vegetales. Cocineros vegetarianos y veganos saben que los hongos son a menudo un buen sustituto de la carne en recetas clásicas.

Y los investigadores ahora están explorando la modificación genética de los hongos para que sean mucho más parecidos a la carne.

Cómo dar al micelio un sabor parecido al de la carne

Aprovechar tradiciones alimentarias establecidas

Investigadores vinculados a la Universidad de California en Berkeley y al Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley estudiaron un hongo filamentoso utilizado desde hace siglos en la producción de alimentos en Asia: Aspergillus oryzae, conocido como moho koji. Interviene en la elaboración de miso, sake y salsa de soja.

Anteriormente, el equipo había trabajado con Neurospora intermedia, un hongo utilizado tradicionalmente en Indonesia para elaborar oncom. Lo emplearon para crear un nuevo plato:

 «Desarrollamos un proceso con solo tres ingredientes —arroz, agua y un hongo— para preparar unas gachas de un llamativo color naranja».

El micelio de especies comestibles puede aportar proteínas, fibra y otros componentes de interés nutricional. Su composición depende de la especie, el sustrato y el procesamiento; esto no demuestra que todos los hongos sean más saludables que cualquier alimento vegetal o cárnico, ni que prevengan el cáncer.

Ciertos hongos convierten eficazmente materia orgánica en biomasa. Algunos pueden aprovechar subproductos agrícolas, pero la selección de la especie y del sustrato debe garantizar la seguridad alimentaria; no todo residuo o madera es adecuado para producir alimentos.

En este experimento, la biomasa pudo convertirse en una hamburguesa mediante la eliminación del exceso de líquido, el triturado y la cocción. Esa preparación sencilla no significa que todos los sustitutos comerciales de carne prescindan de otros ingredientes o procesos.

Usar CRISPR para crear nuevos alimentos

CRISPR-Cas9 suele asociarse a la terapia génica. El primer tratamiento basado en esta tecnología recibió aprobaciones a finales de 2023, como comentamos en nuestro artículo «Terapias génicas para la enfermedad de células falciformes aprobadas por la FDA que resaltan el potencial de las tecnologías CRISPR/Cas9».

CRISPR también permite modificar el material genético de otros organismos. El equipo de Jay Keasling en Berkeley utilizó CRISPR-Cas9 para modificar el moho koji y acercar sus características sensoriales a las de la carne:

• Hicieron que el moho produjera una gran cantidad de una molécula llamada hemo (como en la hemoglobina), que le da a la carne su color y sabor.
• También aumentaron la producción de ergotioneína, un compuesto antioxidante sintetizado por ciertos hongos y bacterias. El interés por sus posibles beneficios no equivale a demostrar que esta hamburguesa prevenga enfermedades cardiovasculares.

Fuente: Nature.com

Esto dio como resultado hongos rojizos que, al eliminar parte del contenido de agua, pueden moldearse en una hamburguesa y freírse de la misma manera.

Fuente: Nature.com

Las herramientas CRISPR para el micelio comestible se describen en el artículo científico «Micelio comestible bioingenierizado para mejorar el valor nutricional y el atractivo sensorial mediante un kit modular de biología sintética», publicado en Nature Communications.

En él describen que el moho koji modificado presenta «los niveles más altos de hemo intracelular en el micelio fúngico y un ejemplo poco común de ingeniería de la biosíntesis de hemo en hongos filamentosos».

Próximos pasos para elaborar carne a base de micelio

Aunque la hamburguesa de koji se acercó al resultado buscado, los investigadores identificaron aspectos que podrían mejorar:

• Mejorar la textura, al alargar las fibras del micelio para que tenga una sensación más parecida a la carne al comer.
• Modificar la composición lipídica para mejorar el perfil nutricional y la sensación en la boca.
• Investigar la incorporación o el aumento de compuestos funcionales presentes en hongos como reishi, shiitake, melena de león y maitake, sin dar por probados beneficios terapéuticos del alimento resultante.

Las herramientas desarrolladas podrían adaptarse a otros hongos comestibles. La historia de consumo de una especie aporta información útil, pero la seguridad y el desempeño de cada nueva cepa modificada requieren evaluación.

Empresas que venden alternativas a la carne elaboradas con hongos

1. Eat Meati

La empresa utiliza micelio no modificado genéticamente para elaborar alternativas a la carne.

Fuente: Meati

Su ingrediente comercial MushroomRoot es micelio de Neurospora crassa, no una raíz vegetal. Esta especie se encuentra, entre otros entornos, en zonas afectadas por incendios. Adaptar a ella las herramientas desarrolladas en Berkeley sería una posibilidad de investigación, no una modificación ya aplicada por Meati.

2. Untamed Feast

Esta empresa especializada en hongos comercializa extractos, hongos deshidratados y comidas preparadas con variedades como colmenillas, porcini, rebozuelos y chaga.

Fuente: Untamed Feast

También vende MushrooMeat, una mezcla para elaborar alternativas a la carne que contiene proteína de soja, hongos, harina de arroz, almidón de maíz, levadura nutricional, condimentos y otros ingredientes vegetales. Entre los hongos de su lista figuran porcini, boletos, shiitake, ostra, agaricus y chaga.

3. Prime Roots

La empresa utiliza koji para elaborar alternativas a productos cárnicos. Su oferta descrita en la época del artículo incluía fiambres, salami, pepperoni, patés de manzana y salvia o de trufa negra, una alternativa al foie gras en formato torchon y beicon.

Fuente: Prime Roots

El uso de koji hace que esta investigación sea relevante para seguir la evolución del sector. Sin embargo, Prime Roots presenta sus productos como no modificados genéticamente; el estudio no demuestra que las cepas experimentales se hayan incorporado a ellos.

Una eventual colaboración o adaptación de las herramientas a sus cepas y procesos requeriría desarrollo específico. No se anunció tal colaboración en la investigación citada.

Conclusión

Las alternativas a la carne pueden encontrar oportunidades comerciales si ofrecen un sabor atractivo, una nutrición adecuada y costos competitivos. Su impacto ambiental depende del proceso productivo, los ingredientes y la energía utilizada.

Los hongos tienen una larga historia en la fermentación alimentaria. El koji participa en la elaboración de sake, miso y salsa de soja. El pan y la cerveza suelen emplear levaduras, que también son hongos, pero difieren de los hongos filamentosos cuyo micelio se estudia aquí.

Herramientas como CRISPR abren nuevas posibilidades para modificar la textura, el sabor y el color del micelio. Alcanzar la equivalencia sensorial y económica con la carne sigue siendo un objetivo de investigación y desarrollo.

La presencia de proteínas, fibra o antioxidantes puede contribuir al interés nutricional de estos alimentos. Su valor para la salud debe evaluarse según el producto y la dieta, sin asumir que todo sustituto fúngico sea mucho más saludable que la carne.

El cultivo de hongos también podría aprovechar determinados subproductos agrícolas o integrarse en instalaciones con espacio limitado. Su posible uso para alimentar asentamientos lunares o marcianos es una aplicación futura que abordamos en «Alimentos Espaciales – ¿Cómo Alimentaremos a la Próxima Ola de Pioneros de la Humanidad?»).