En este sitio he mencionado repetidamente los esfuerzos de muchas empresas para crear carne en el laboratorio (ya hace 3 años), o leche: incluso miel. Procesos que, al menos según sus creadores, consumen menos recursos y tienen un menor impacto ambiental.
Los investigadores del MIT pronto publicarán un artículo que describe una prueba de concepto de tejidos vegetales cultivados en laboratorio, como madera y fibras, utilizando un enfoque similar. La investigación está en sus inicios, pero es una gran visión. La idea es evitar miles de millones de árboles talados y "cultivar" biomateriales en lugar de arrebatárselos al planeta.
Para hacer una mesa necesitas madera. Para hacer madera en el laboratorio, no se talan árboles
Considere una mesa de madera normal. A lo largo de los años, uno o más árboles han convertido la luz del sol, los minerales y el agua en hojas, madera, corteza y semillas. Cuando alcanzaban cierto tamaño, se convertían en árboles talados y transportados a un aserradero para convertirse en madera. Luego, la madera se transportaba a una fábrica o carpintería donde se cortaba, moldeaba y ensamblaba. ¡Cuántos árboles talados!
Ahora imagina que todo el proceso tiene lugar al mismo tiempo y en el mismo lugar.
Una madera cultivada en laboratorio, sin árboles talados, solo con las fibras que se necesitan en el momento (sin semillas, hojas, corteza o raíces). Una madera que se puede manipular de antemano para obtener las propiedades deseadas y moldear directamente en formas: por ejemplo, una mesa de cocina. Stop para madera "nativa", luz verde para madera "cultivada" en laboratorio.
Madera en el laboratorio: poco desperdicio, poca contaminación. Cero árboles talados.
Evidentemente, la técnica no se limitaría a una tabla. Se podrían fabricar otros productos, con otros biomateriales. En teoría, y a gran escala, el proceso sería más eficiente, menos costoso y salvaría muchos bosques. La despedida de los árboles talados sería global.
Esta es la visión. Pero primero, los investigadores deben averiguar si es factible.
El autor principal del estudio es un estudiante de doctorado en ingeniería mecánica del MIT. Se llama ashley beckwith.
Ashley dice que se inspiró en su tiempo en una granja: desde la perspectiva de un ingeniero, un mundo lleno de ineficiencia.
El tiene razón. Después de todo, el tiempo y las estaciones están fuera de nuestro control. Usamos la tierra y los recursos para cultivar plantas enteras, pero solo usamos partes de ellas como alimento o materiales. Miles de millones de árboles talados con una dispersión gigantesca.
"Esto me hizo pensar: ¿Podemos ser más estratégicos sobre lo que estamos obteniendo de este proceso? ¿Podemos obtener más retornos?" Estados de Beckwith en un comunicado del MIT sobre la investigación.
Quería encontrar una forma más eficiente de usar la tierra y los recursos para que pudiéramos dejar que más áreas cultivables permanecieran silvestres, o para mantener una menor producción pero permitir una mayor biodiversidad.
ashley beckwithMIT
Para hacer una mesa (de madera en el laboratorio) necesitas una flor.
Para probar la idea, el equipo tomó células de las hojas de una planta de zinnia y las alimentó con un medio de crecimiento líquido. Después de que las células crecieran y se dividieran, los investigadores las colocaron en un "molde" de gel y las sumergieron en hormonas.
Quizás se pregunte qué tienen que ver las células de zinnia, que son una pequeña planta con flores, con la madera y los árboles talados.
Bueno, como se mencionó, sus propiedades se pueden "regular" como las células madre para expresar los atributos deseados. Las hormonas auxina y citoquinina hicieron que las células de zinnia produjeran lignina, el polímero que solidifica la madera.
Al ajustar sus perillas hormonales, el equipo pudo regular la producción de lignina. El "molde" del gel, una estructura real, luego indujo a las células a crecer en una forma particular.
Muebles para crecer
“La idea no es solo adaptar las propiedades del material, sino también adaptar su forma desde la concepción”, dice. Luis Fernando Velásquez García, coautor del artículo con Ashley Beckwith.
El laboratorio de Velásquez-García trabaja con tecnología de impresión 3D y concibe la nueva técnica como una especie de fabricación aditiva, en la que cada célula es una impresora y el andamio de gel dirige su producción.
Aunque todavía es temprano, el equipo cree que este estudio demuestra que las células vegetales pueden manipularse para producir un biomaterial con propiedades adecuadas para un uso específico.
Obviamente se necesita mucho más trabajo para llevar la idea más allá de la prueba de concepto.
Las cosas crecen
Los investigadores ahora necesitan comprender si lo que han aprendido se puede adaptar a otros tipos de células. Los "botones hormonales" pueden diferir de una especie a otra.
Además, escalar resuelve el problema de los árboles talados, pero requiere resolver problemas como mantener un intercambio de gases saludable entre las células.
Todo normal. La investigación preliminar responde a la pregunta fundamental: ¿vale la pena investigar esta idea? Preguntas clave como el costo y la escalabilidad a menudo quedan sin respuesta en esta etapa.
También pasó con la carne
Los primeros experimentos con carne cultivada en laboratorio, por ejemplo, fueron increíblemente caros y carecían de propiedades clave. La primera hamburguesa cultivada en laboratorio costó unos cientos de miles de dólares, pero carecía de los gruesos (sabrosos) trozos de una hamburguesa tradicional de carne molida. No estaba listo en términos de costo o calidad.
En los años siguientes, las inversiones y los intereses crecieron y los costos disminuyeron. Ahora no es tan ridículo imaginar carne cultivada en laboratorio en su supermercado o restaurante local. El año pasado, Singapur fue el primer país en aprobar carne cultivada en laboratorio para consumo comercial.
Bioingeniería y producción, caminos destinados a encontrarse
Tanto si esta visión particular de la madera sin árboles talados obtiene apoyo o no, ver las células como fábricas en miniatura no es nada nuevo.
Cada vez más, los mundos de la bioingeniería y la fabricación se encuentran. Las células de ingeniería ya se están poniendo a trabajar en contextos industriales.
El otoño pasado, una marca de ropa japonesa ofreció un suéter de edición limitada (y extremadamente caro) elaborado con un 30% de fibra producida por bacterias modificadas genéticamente cultivado en un biorreactor.
