Usando CRISPR-Cas9 para Hackear Geneticamente Micélio Comestível em Substitutos de Carne

Micélio de Cogumelos para Substituir a Carne

Muitos esforços recentes foram feitos para cultivar carne em laboratórios a fim de reduzir as consequências ecológicas e climáticas da criação de gado. No entanto, esses esforços até agora obtiveram resultados limitados, em parte devido aos custos e às dificuldades técnicas de produzir carne em um ambiente artificial.

Uma alternativa é criar um substituto de carne livre de animais. E, para que isso funcione comercialmente, quanto mais próximo da carne em sabor e textura, mais fácil será convencer os consumidores.

Até agora, a maioria dos substitutos tem sido à base de plantas, como os hambúrgueres da Impossible Foods.

Fonte: Save On Foods

No entanto, tem sido difícil replicar totalmente a sensação e o sabor da carne real com alternativas à base de plantas. Cozinheiros vegetarianos e veganos sabem que os cogumelos costumam ser um bom substituto da carne em receitas clássicas.

E os pesquisadores agora estão investigando a modificação genética de cogumelos para torná‑los muito mais semelhantes à carne.

Fazendo o Micélio Ter Sabor de Carne

Aproveitando Tradições Estabelecidas

Pesquisadores da Universidade de Berkeley, Califórnia, analisaram um cogumelo/bolor já usado há séculos na produção de alimentos na Ásia: Aspergillus oryzae, ou bolor koji. É o ingrediente principal na produção de partes essenciais da culinária asiática, como missô, saquê e molho de soja.

Anteriormente, a equipe já havia trabalhado com Neurospora intermedia, um fungo tradicionalmente usado na Indonésia para produzir um alimento básico chamado oncom. Eles o usaram para criar um prato totalmente novo:

 “Desenvolvemos um processo com apenas três ingredientes – arroz, água e fungo – para fazer uma papa de cor laranja bonita e marcante”

Usar o micélio dos fungos pode trazer muitas vantagens em comparação com a carne. A maioria dos fungos é um alimento mais saudável que tanto plantas quanto carne, com efeitos positivos na prevenção do câncer, doenças cardiovasculares, distúrbios metabólicos, etc.

Eles também são muito eficientes na conversão de matéria orgânica em alimento comestível, inclusive a partir de resíduos agrícolas, madeira, etc.

Por fim, ao contrário dos substitutos à base de plantas, o micélio pode ser transformado diretamente em hambúrgueres semelhantes à carne sem a necessidade de processamento extensivo, purificação de proteínas ou adição de ingredientes. Em vez disso, o único processamento necessário é remover o excesso de líquido da biomassa antes de moer e cozinhar.

Usando CRISPR para Criar Alimentos Inovadores

O CRISPR-Cas9 tem sido, até agora, principalmente discutido no contexto de terapia gênica, com o primeiro tratamento aprovado no final de 2023, algo que discutimos em nosso artigo “Terapias Genéticas para Anemia Falciforme Aprovadas pela FDA Destacando o Potencial das Tecnologias CRISPR/Cas9”.

O CRISPR pode ser usado para muitas outras aplicações que exigem a adição ou modificação da composição genética de um organismo. A equipe de Jay Keasling em Berkeley começou a fazer uma série de modificações genéticas do bolor koji, usando CRISPR‑Cas9, para que ele tenha sabor de carne real:

• Eles fizeram o bolor produzir uma grande quantidade de uma molécula chamada heme (como na hemoglobina), que confere à carne sua cor e sabor.
• Depois adicionaram a produção de ergothioneína, um antioxidante encontrado apenas em fungos e associado a benefícios para a saúde cardiovascular.

Fonte: Nature.com

Isso resultou em fungos avermelhados, que ao remover parte do conteúdo de água podem ser moldados em um hambúrguer e fritos da mesma forma.

Fonte: Nature.com

O kit de ferramentas CRISPR para micélio comestível é descrito em detalhes no artigo científico “Micélio comestível bioengenheirado para valor nutricional aprimorado e apelo sensorial usando um kit modular de biologia sintética” publicado na Nature Communications.

Nele, eles descrevem que o bolor koji modificado possui “os maiores níveis de heme intracelular no micélio fúngico e um exemplo raro de engenharia de biossíntese de heme em fungos filamentosos”.

Próximo Passo para Produzir Carne à Base de Micélio

Embora próximo dos resultados pretendidos, o hambúrguer de bolor koji ainda não é perfeito. Os pesquisadores já estão analisando os próximos passos para torná‑lo ainda mais semelhante à carne:

• Melhorar a textura, tornando as fibras do micélio mais longas para que tenham uma sensação mais semelhante à carne ao comer.
• Aprimorar a composição lipídica, para torná‑lo mais saudável e agradável na boca.
• Adicionar ou aumentar ainda mais a concentração de ingredientes funcionais que são essenciais para os benefícios à saúde dos cogumelos medicinais usados na medicina tradicional, como reishi, shiitake, juba de leão, maitake, etc.

O kit de ferramentas CRISPR desenvolvido para esta pesquisa também poderia ser aplicado a outros cogumelos comestíveis, sendo esses cogumelos preferíveis a espécies mais exóticas ou industriais, pois possuem uma longa história de consumo humano e um perfil químico, nutricional e de segurança conhecido.

Empresas que Vendem Substitutos de Carne à Base de Micélio

1. Eat Meati

A empresa usa micélio não geneticamente modificado para produzir substituto de carne à base de micélio.

Fonte: Meati

Eles utilizam MushroomRoot (micélio de N. crassa), que pode ser encontrado na natureza nas áreas queimadas deixadas após incêndios florestais. O kit de ferramentas CRISPR‑Cas9 desenvolvido em Berkeley poderia provavelmente ser adaptado para modificar o micélio de N. crassa também.

2. Untamed Feast

Esta empresa focada em cogumelos vende principalmente extrato de cogumelo, cogumelos secos e refeições prontas com cogumelos tão diversos como morel, porcini, chanterelle e Chaga.

Fonte: Untamed Feast

Ela também vende “Mushroom Meat”, um substituto de carne para hambúrgueres baseado em uma mistura de cogumelos silvestres (porcini, boletos, shiitake, ostra, agaricus, chaga) além de proteína de soja, farinha de arroz, algas marinhas e amido de milho.

3. Prime Roots

Esta empresa já usa bolor koji para produzir produtos semelhantes à carne, incluindo frios, charcutaria (salame, pepperoni, pepperoni estilo pizza, patês de maçã‑sálvia e trufa negra, e foie gras em torchon) e bacon.

Fonte: Prime Roots

Considerando que a empresa já usa bolor koji para fazer substitutos de carne, é óbvio que a pesquisa de Berkeley poderia ter aplicação direta em seus produtos e representar o próximo passo para a empresa.

Isso poderia ser feito tanto por meio de colaboração direta quanto replicando a P&D e adaptando‑a às suas próprias cepas de bolor koji e processos de fabricação.

Conclusão

Alimentos alternativos saudáveis semelhantes à carne que requerem menos recursos, mas fornecem o mesmo sabor, provavelmente se tornarão um grande negócio se a economia de seu cultivo fizer sentido. Carnes à base de plantas e cultivadas em laboratório são boas opções, mas enfrentam respectivamente os obstáculos de processamento complexo e estrutura de alto custo.

Em contraste, o micélio de fungos cresce bem em condições de laboratório e industriais e tem sido usado por milênios em muitos processos de fermentação para produzir massa, cerveja, saquê, missô, molho de soja, etc.

Com o surgimento de novas ferramentas de engenharia genética como o CRISPR, agora é realista esperar que o micélio alcance a paridade com a carne “real” em textura, sabor, cor, etc., nos próximos anos.

Além de ter o mesmo sabor da carne moída, um produto de carne à base de fungos provavelmente será muito mais saudável, trazendo altos níveis de antioxidantes e outras moléculas que promovem a saúde para a dieta dos consumidores.

Por fim, esses métodos de cultivo serão muito úteis para reciclar resíduos agrícolas, cultivar alimentos em áreas com espaço limitado, como fazendas urbanas, ou até mesmo alimentar astronautas que vivem em assentamentos permanentes na Lua e em Marte (algo que discutimos em “Alimentos Espaciais – Como Alimentaremos a Próxima Onda de Pioneiros da Humanidade?”).