A agricultura celular é um pilar fundamental no acelerado setor de New Food (Novos Alimentos), que também inclui alternativas baseadas em plantas, microrganismos e insetos. Posicionada para um crescimento rápido durante a próxima década, a agricultura celular desempenhará um papel importante no cumprimento das futuras exigências nutricionais, enquanto retira a pressão dos atuais sistemas de produção de alimentos e do meio ambiente.

Como ela funciona?

A agricultura celular utiliza células individuais de plantas e animais ou organismos unicelulares para fabricar produtos agrícolas. Estes incluem carnes, frutos do mar, produtos lácteos e outros alimentos ricos em proteínas e ingredientes funcionais que são produzidos através de engenharia de tecidos ou fermentação de precisão sem a necessidade de "cultivar" animais ou plantas inteiras.

A engenharia de tecidos é empregue para fazer carne, frutos do mar e leite baseados em células ou cultivados. Para produzir carne e frutos do mar baseados em células, as células-tronco naturais ou geneticamente modificadas são retiradas de um animal vivo e cultivadas em condições ricas em nutrientes em um biorreator, utilizando os próprios mecanismos de crescimento e reparo da natureza. As células se diferenciam em tipos - células musculares ou de gordura - e depois crescem em uma armação ou são processadas posteriormente como carne moída.

Um método similar é usado para produzir leite baseado em células. Neste caso, as células de glândulas de leite de mamíferos são imobilizadas em um biorreator de fibra oca. Como resultado, as células produzem o leite integral que tem o mesmo perfil de macronutrientes que o leite materno de vaca ou humano, dependendo da fonte celular.

A fermentação de precisão estende métodos bem estabelecidos já amplamente utilizados pelas indústrias alimentícia e farmacêutica. O processo envolve pegar no gene que codifica, por exemplo, uma proteína alvo de um organismo doador, como uma vaca, e inseri-lo no DNA de um hospedeiro. O hospedeiro, muitas vezes um organismo unicelular, como bactérias ou leveduras, é cultivado em um tanque de fermentação, fazendo com que ele produza o alvo em grandes quantidades. A proteína resultante é separada das células hospedeiras, purificada e normalmente seca para criar um pó, que pode ser usado como adoçante, um ingrediente em sorvetes à base de leite, ou colágeno, por exemplo.

Da mesma forma, a fermentação de precisão é utilizada na produção de componentes vegetais, como o heme de soja. Aqui, o DNA é retirado de uma planta de soja e inserido em uma levedura através da engenharia genética. Após a fermentação, o heme de soja, que é semelhante ao heme animal, pode ser usado em análogos de carne para conferir uma cor vermelha ou rosada, uma textura e um sabor semelhantes aos da carne.

Quais são os desafios?

Atingir capacidade de escala industrial e paridade de preços para produtos agrícolas celulares requer a superação de obstáculos específicos.

Para a engenharia de tecidos, isto inclui:

• redução dos custos de material através de: utilização de fermentação de precisão para produzir componentes de meios de cultura (por exemplo, peptídeos), meios de reciclagem e utilização de linhas celulares menos exigentes 
• aumentar a eficiência da produção: projetando biorreatores adequados à finalidade que sejam grandes e escaláveis, mas que minimizem os danos celulares

Para uma fermentação de precisão, isto inclui:

• melhorar a produtividade e a eficiência do hospedeiro
• reduzir os requisitos de esterilidade para diminuir os custos de produção
• Reciclar o calor metabólico e captura de CO2 para reutilização a fim de aumentar a eficiência energética e minimizar as emissões de GEE

Como podemos maximizá-la?

Atingir o pleno potencial da agricultura celular levará décadas, no entanto, há passos que podemos dar para ganhar impulso. Um deles é buscar metas acessíveis, tais como começar com cepas de levedura pré-aprovadas em processos de fermentação de precisão. Outro são os produtos híbridos, que combinam componentes de base celular com alimentos de base vegetal, melhorando o sabor, a textura e a nutrição destes últimos. Além disso, as armações à base de plantas e fungos podem ser usadas como suportes para o crescimento de células musculares, reduzindo os custos de produção.

Em nível macro, as agências reguladoras devem discutir agora sobre o que é necessário para colocar os Novos Alimentos no mercado antes que as aplicações cheguem. Isto seria benéfico para todas as partes interessadas e melhoraria a eficiência e a rapidez com que os produtos entram no mercado. Outro fator óbvio e importante é o aumento do investimento em start-ups e empresas focadas na agricultura celular para acelerar a P&D e aumentar a produção - e, é claro, garantir que as energias renováveis sejam utilizadas em todo o processo.

Finalmente, a construção da confiança do consumidor é imperativa para que estes produtos ganhem força. Isto requer uma comunicação transparente e regular sobre como estes produtos são feitos e como se relacionam com alimentos e medicamentos que as pessoas já apreciam e dependem diariamente - quer seja queijo ou insulina.

Uma previsão da McKinsey & Co vê a carne cultivada, por exemplo, alcançar a paridade de custo com a carne produzida convencionalmente até 2030. Isso significa que o momento de ter essas discussões é agora.