Solar Foods (https://solarfoods.com) es una start-up finlandesa que tiene como objetivo revolucionar la producción global de alimentos. Recientemente ha unido fuerzas con el mundo académico y varios socios en el proyecto HYDROCOW del Consejo Europeo de Innovación (EIC, por sus siglas en inglés). Este proyecto, que tendrá una duración de cuatro años y un presupuesto de 5,5 millones de euros, desarrollará una nueva herramienta biológica para producir proteína láctea sostenible a partir de CO₂ y electricidad.

La financiación del proyecto HYDROCOW procede del instrumento EIC Pathfinder, cuyo objetivo es explorar ideas excepcionalmente audaces para tecnologías radicalmente nuevas e investigaciones en etapas iniciales. La Comisión Europea seleccionó 44 proyectos, entre ellos HYDROCOW, de entre las 436 propuestas participantes en la convocatoria EIC Pathfinder 2022.

El consorcio del proyecto HYDROCOW está liderado por Solar Foods, junto con la Universidad de Groningen, la Universidad RWTH Aachen y FGen AG (una filial de Ginkgo Bioworks, Inc.).

Siguiendo el espíritu de la convocatoria Pathfinder, HYDROCOW persigue desarrollar un avance científico importante. Como indica Susanna Mäkinen, Responsable de Biología de Solar Foods: “Nuestro objetivo es diseñar un microbio que convierta el dióxido de carbono (CO₂) y el hidrógeno, producidos a partir del agua mediante electricidad, en beta-lactoglobulina, un componente importante de la leche. Es decir, HYDROCOW pretende producir leche con CO₂ y electricidad, eliminando a la vaca del proceso”.

UN ESFUERZO DESAFIANTE, PERO CON UNA GRAN RECOMPENSA

Mäkinen añade: “Hasta donde sabemos, nunca antes se había realizado la producción de proteína láctea con este tipo de microbio. Esperamos que esta plataforma sea mucho más eficiente y respetuosa con el medio ambiente que la producción lechera tradicional basada en animales”.

Las bacterias oxidantes de hidrógeno son conocidas por su capacidad única para extraer energía del hidrógeno y el carbono del gas CO₂, no por su capacidad de producción de proteínas. En los últimos años, ha cobrado un gran interés la ingeniería de microorganismos para lograr que secreten proteínas nutricionales. Sin embargo, la mayoría de las soluciones dependen de microorganismos heterótrofos que se alimentan de azúcar u otras fuentes de carbono de alta energía derivadas de la agricultura.

El proyecto HYDROCOW va un paso más allá al construir un sistema neutro en carbono que funciona independientemente de la agricultura y la fotosíntesis. “En lugar de partir de microorganismos heterótrofos que utilizan materias primas procedentes de la agricultura, estamos modificando un microorganismo oxidante de hidrógeno para que secrete proteínas lácteas. Esto elimina a la agricultura de la ecuación”, explica la responsable de Biología de Solar Foods.

A pesar de que esta meta es muy atractiva, los intentos de alcanzarla han sido escasos. El desafío radica en el hecho de que los microbios que utilizan hidrógeno normalmente no están equipados naturalmente para la secreción de proteínas. En la naturaleza, requieren poco transporte de proteínas a través de las membranas externas de sus células porque no necesitan secretar enzimas que disuelvan el azúcar a su entorno para sostener el crecimiento. La maquinaria de secreción de proteínas de los microbios que utilizan hidrógeno necesita mucho trabajo preliminar, a diferencia de los microbios amantes del azúcar que tienden a contener la mayoría de los componentes de secreción necesarios de forma natural.

“Tener que realizar múltiples modificaciones sustanciales en un solo microorganismo es un desafío y puede comprometer su viabilidad. Por eso, este proyecto encaja perfectamente con el instrumento de financiación Pathfinder especializado en empresas de alto riesgo y alta recompensa”, añade Mäkinen.

El Consorcio trabajará con un ciclo Diseño- Construcción-Prueba-Aprendizaje, consistente en diseñar un modelo metabólico integral para la bacteria oxidante de hidrógeno modificada para excretar beta-lactoglobulina, en la Universidad RWTH Aachen. Estos diseños se implementarán en la Universidad de Groningen mediante técnicas modernas de mecanismo intracelular de secreción de proteínas a la bacteria oxidante de hidrógeno.

Luego, la fase de prueba utilizará la plataforma de screening de velocidad ultrarrápida de FGen AG, una subsidiaria de Ginkgo Bioworks, Inc., para seleccionar rápidamente las cepas con mejor rendimiento para la secreción de proteínas. Las cepas seleccionadas serán validadas por Solar Foods en condiciones de crecimiento autotrópico para la secreción de proteínas.

APROVECHANDO TODO EL POTENCIAL DE ESTA TECNOLOGÍA

La misión de HYDROCOW está inspirada en el microorganismo patentado de Solar Foods que se alimenta de CO₂ e hidrógeno para cultivar un ingrediente alimentario rico en proteínas llamado Solein® (www. solein.com). Al mismo tiempo que construye firmemente sus bases sobre Solein, durante los últimos años Solar Foods también ha estado investigando nuevos microorganismos alimentarios, y últimamente ha desarrollado métodos de ingeniería para modificarlos.

“Si HYDROCOW tiene éxito, esperamos obtener no sólo un microbio que produzca proteína de la leche, sino una plataforma que en el futuro podría modificarse para producir también otras proteínas.Existe una gran cantidad de ideas de las que extraer, que van desde proteínas comestibles hasta diversas proteínas funcionales e incluso farmacéuticas, como los anticuerpos”, apuntan desde la compañía.