¿Puede una lechuga producir proteína animal? Así funciona el avance

Una lechuga capaz de fabricar una proteína característica de la carne ya no pertenece al territorio de la ciencia ficción. Un equipo liderado por investigadores del Imperial College de Londres ha conseguido modificar genéticamente plantas de lechuga y tabaco para que produzcan mioglobina porcina, una proteína presente de forma natural en el músculo de los vertebrados y decisiva para algunas de las propiedades que asociamos a la carne, desde el color hasta parte de su perfil nutricional y sensorial.

El resultado es importante por una razón bastante concreta: se ha conseguido una producción estable de mioglobina en plantas superiores. No significa que mañana aparezcan cogollos con sabor a chuletón en el supermercado —la realidad suele tener menos sentido del espectáculo que los titulares—, pero demuestra que una planta comestible puede convertirse en una pequeña fábrica biológica de proteínas tradicionalmente obtenidas de animales. Y que esa capacidad puede transmitirse a sus descendientes.

Qué tiene de especial esta lechuga modificada genéticamente

La protagonista del trabajo es la mioglobina, una hemoproteína que almacena y facilita el transporte de oxígeno dentro del tejido muscular. También está estrechamente vinculada al aspecto rojizo de muchas carnes y al comportamiento que estas presentan durante la conservación y la cocción.

Los científicos introdujeron en los cloroplastos de las plantas una versión optimizada del gen que codifica la mioglobina del cerdo. Los cloroplastos son las estructuras celulares donde se realiza la fotosíntesis; normalmente pensamos en ellos como diminutas placas solares vegetales, pero la biotecnología lleva tiempo explorándolos también como lugares donde producir moléculas de interés.

Para introducir el ADN se utilizó biolística, una técnica cuyo nombre suena a departamento secreto pero que es bastante literal: las hojas reciben partículas microscópicas de oro recubiertas con material genético. En el experimento se emplearon microportadores de apenas 0,6 micrómetros, disparados sobre tejidos de plantas de lechuga y tabaco que posteriormente fueron regenerados y seleccionados en laboratorio.

Lo relevante vino después. Las plantas alcanzaron la edad adulta, produjeron flores fértiles y generaron semillas funcionales. La modificación permaneció en la descendencia, lo que demuestra que no se trataba simplemente de una producción temporal de proteína en unas cuantas hojas de laboratorio, sino de una transformación genética estable.

La cantidad de mioglobina que consiguió producir la lechuga

Aquí conviene bajar de la fotografía llamativa al dato, porque la lechuga todavía está bastante lejos de convertirse en un filete vegetal.

Los investigadores estimaron una producción de aproximadamente 810 miligramos de mioglobina por kilogramo de lechuga en peso seco. En tabaco, el resultado fue prácticamente idéntico: unos 800 miligramos por kilogramo seco. En términos de peso fresco, mucho más intuitivos cuando hablamos de una verdura compuesta en buena parte por agua, la cifra estimada fue de alrededor de 48 miligramos por kilogramo de lechuga fresca, frente a 94 miligramos en el tabaco.

La mioglobina representó aproximadamente el 1,5% de la proteína soluble total de la lechuga y alrededor del 2,7% en el tabaco. Son concentraciones interesantes para una primera demostración estable, aunque todavía deben interpretarse con prudencia porque el trabajo parte de un número limitado de muestras biológicas.

El músculo animal continúa llevando ventaja. Determinados tejidos de vacuno pueden contener aproximadamente entre 8.100 y 11.160 miligramos de mioglobina por kilogramo de tejido seco, una concentración cercana a diez veces la alcanzada en estas plantas. La lechuga no ha derrotado a la vaca en su propio terreno; tampoco era realmente esa la prueba.

Por qué interesa producir una proteína animal dentro de una planta

La idea no consiste necesariamente en comerse enormes ensaladas para obtener proteínas animales. La aplicación más inmediata podría estar unos pasos antes, en la industria de los alimentos vegetales que imitan la carne.

Uno de los grandes problemas de esos productos no es simplemente aportar proteínas. Soja, guisantes, habas y otras plantas llevan bastante tiempo resolviendo esa parte. El desafío es reproducir propiedades que el consumidor reconoce en la carne: color, aromas, textura y sensaciones durante la cocción, además de una experiencia gustativa menos distante del producto original.

Ahí la mioglobina resulta especialmente interesante. Podría extraerse de las hojas y utilizarse como ingrediente en formulaciones vegetales, o producirse dentro de cultivos comestibles cuya biomasa pudiera incorporarse posteriormente al alimento con menos etapas de purificación.

Eso convertiría el campo, al menos en teoría, en una biofábrica. Luz, agua, tierra, una planta creciendo y, dentro de sus células, una maquinaria capaz de fabricar una proteína que hasta ahora identificábamos con el músculo de un animal. No es carne cultivada ni transforma una lechuga en carne: sigue siendo tejido vegetal modificado genéticamente que produce una proteína característica del mundo animal. La diferencia parece pequeña hasta que se mira de cerca.

El hemo sigue siendo una pieza decisiva

Hay, de hecho, una dificultad que impide presentar el hallazgo como un producto terminado. La mioglobina necesita unirse a un grupo hemo, una estructura que contiene hierro y resulta fundamental para muchas de sus características funcionales.

Cuando los investigadores purificaron la mioglobina producida en las hojas de tabaco comprobaron que la proteína estaba correctamente plegada, pero solo alrededor del 35% contenía hemo unido. La mioglobina producida mediante bacterias utilizada como comparación alcanzaba una proporción bastante superior, en torno al 80%.

No es una pequeña nota al pie. El hemo participa en el color, el gusto y el comportamiento químico que hacen atractiva la mioglobina para desarrollar alternativas a la carne. Una planta capaz de producir grandes cantidades de proteína pero que no consigue proporcionarle suficiente hemo estaría fabricando, por decirlo de manera sencilla, coches que salen de la cadena de montaje sin terminar de montar el motor.

Los investigadores consideran que mejorar la disponibilidad y la incorporación del hemo será uno de los trabajos pendientes. También tendrá que estudiarse con mucha más precisión cómo se comporta esta mioglobina dentro de alimentos reales, qué ocurre durante la cocción y qué contribución concreta realiza al sabor. El experimento demuestra que la proteína puede fabricarse en una planta; todavía no demuestra que una hamburguesa elaborada con ella vaya a resultar mejor.

Las plantas crecieron, sobrevivieron y produjeron semillas

Otra cuestión importante era saber qué precio pagaría una planta por convertirse en fábrica de una proteína que normalmente no produce. Los primeros resultados son tranquilizadores, aunque todavía no definitivos.

Las plantas modificadas mostraron una morfología aparentemente normal y conservaron su fertilidad. En el tabaco, donde se realizó un análisis fisiológico más profundo, la expresión de mioglobina no produjo una alteración significativa de los principales parámetros fotosintéticos analizados. También se observó un aumento del contenido total de hemo.

Hay un matiz importante. La caracterización fisiológica detallada se realizó fundamentalmente en tabaco. En las lechugas no se observaron alteraciones externas evidentes, pero todavía no pueden descartarse efectos metabólicos o fisiológicos que solo aparecerían mediante estudios más amplios.

La investigación ofrece, por tanto, una prueba de concepto sólida, no una declaración de victoria. Se trabajó de manera detallada con un número limitado de líneas vegetales modificadas, otra razón para comprobar en futuros experimentos hasta qué punto los resultados pueden reproducirse con consistencia y a mayor escala.

Sostenibilidad, costes y el largo camino hasta el supermercado

El atractivo ambiental está detrás de buena parte del experimento. Aunque el músculo animal contiene bastante más mioglobina por kilogramo, cultivar plantas permite obtener grandes cantidades de biomasa utilizando potencialmente menos territorio, agua y recursos que criar animales para transformar alimento vegetal en tejido muscular.

Los investigadores plantean que, gracias a esa productividad agrícola, la mioglobina obtenida por hectárea podría llegar a competir con la procedente de la ganadería, e incluso superarla en determinadas circunstancias, con menores consumos de agua y suelo y menos emisiones de gases de efecto invernadero. Conviene mantener una palabra delante: potencialmente.

El trabajo no constituye un análisis económico completo de una explotación comercial. Todavía falta calcular cuánto costaría cultivar, cosechar, procesar y purificar grandes cantidades de estas plantas, además de estudiar su balance ambiental cuando la tecnología salga del invernadero y entre en una cadena industrial.

Una planta puede crecer con sol y agua; una industria alimentaria necesita instalaciones, energía, controles, transporte y procesamiento. La sostenibilidad real se decide en toda esa película, no solamente en la maceta del laboratorio.

La posibilidad de emplear directamente una planta comestible como la lechuga resulta especialmente llamativa. En determinados productos podría evitarse parte de la purificación necesaria cuando una proteína se fabrica en organismos que no están destinados al consumo.

Eso no significa, ni mucho menos, que estas lechugas transgénicas estén listas para venderse junto a las escarolas del supermercado. Son organismos modificados genéticamente creados con fines experimentales, y cualquier eventual uso como alimento tendría que superar las correspondientes evaluaciones de seguridad y autorizaciones regulatorias.

En la Unión Europea, los organismos modificados genéticamente destinados a alimentación están sometidos a un procedimiento específico de evaluación y autorización antes de poder comercializarse. El salto entre fabricar una proteína en una hoja dentro del laboratorio y colocar esa hoja en un plato es, regulatoriamente, enorme.

De la ensalada a las biofábricas alimentarias

Lo novedoso del trabajo no es que la humanidad haya inventado una ensalada con sabor a carne. Eso todavía no está demostrado. El salto se encuentra en otro lugar: una planta superior ha podido fabricar de manera estable una proteína animal compleja, conservar esa modificación al reproducirse y alcanzar concentraciones suficientemente interesantes como para plantear futuras aplicaciones alimentarias.

Quedan bastantes piezas por encajar. Será necesario elevar el rendimiento, conseguir que una proporción mucho mayor de la mioglobina incorpore correctamente el hemo, estudiar en profundidad la fisiología de las plantas transformadas, probar el ingrediente dentro de alimentos reales y determinar si cultivar estos vegetales puede competir económicamente con otros sistemas de producción de proteínas.

La frontera entre campo y fábrica empieza, mientras tanto, a desdibujarse. Una hoja verde sigue haciendo fotosíntesis bajo la luz y, al mismo tiempo, puede convertirse en una biofábrica vegetal de proteínas que hasta hace poco asociábamos exclusivamente al músculo animal. No es todavía el menú del futuro. Pero la lechuga acaba de demostrar que el concepto ya no vive solamente sobre el papel.