A carne cultivada é cara, mas o bioprocessamento de código aberto está a ajudar a mudar isso. Ao partilhar ferramentas, métodos e dados livremente, a indústria está a enfrentar os altos custos em áreas como meios de cultura, design de bioreatores e desenvolvimento de linhas celulares. Os principais destaques incluem:
- Os custos dos meios de cultura caíram significativamente, com alternativas de grau alimentício a substituir componentes de grau farmacêutico. Por exemplo, um novo meio custa apenas £0.52 por litro.
- Os designs de bioreatores de código aberto reduzem as despesas com equipamentos ao eliminar taxas de royalties e melhorar a eficiência.
- A pesquisa partilhada sobre linhas celulares e métodos de produção contínua está a melhorar a escalabilidade e a reduzir o desperdício.
Esses esforços visam aproximar a carne cultivada da paridade de preços com a carne convencional - projetada para custar apenas £4.30 por quilograma até 2030.A colaboração aberta é fundamental para alcançar esta mudança, tornando a carne cultivada mais acessível para os consumidores do dia a dia.
Linha do Tempo de Redução de Custos da Carne Cultivada: De £230,000 para £4.30 por kg (2013-2030)
O Que É Bioprocessamento de Código Aberto?
Os Fundamentos do Bioprocessamento de Código Aberto
O bioprocessamento de código aberto consiste em tornar a pesquisa, os designs e os dados técnicos disponíveis gratuitamente. Na indústria da carne cultivada, isso significa compartilhar recursos críticos como modelos de desempenho de biorreatores, formulações de meios de crescimento e análises técnico-econômicas. Estas ferramentas ajudam a prever custos e rendimentos, dando à indústria um ponto de partida comum para enfrentar os desafios de produção.
Em vez de as empresas investirem milhões no desenvolvimento das mesmas ferramentas básicas, projetos de código aberto fornecem uma base comunitária - pense nisso como uma "Wikipedia para bioprocessamento.""Esta base de conhecimento partilhada pode ser refinada e expandida, economizando tempo e recursos enquanto impulsiona a inovação.
Um grande exemplo disto ocorreu em junho de 2024, quando Simon Hubbard da Upstream Applied Science Ltd lançou um fluxo de trabalho de modelagem de desempenho de biorreatores de acesso aberto. Usando dinâmica de fluidos computacional e otimização bayesiana, o projeto previu rendimentos para biorreatores de tanque agitado de 20.000 litros e 42.000 litros. Hubbard disponibilizou todo o fluxo de trabalho no GitHub, dando à indústria a oportunidade de otimizar os designs e operações de biorreatores sem precisar de software proprietário dispendioso [2].
"Atualmente, não existe um fluxo de trabalho de modelagem disponível publicamente que permita a previsão ou otimização de rendimento para uma determinada arquitetura, geometria e entradas operacionais de biorreatores." – Simon Hubbard, Upstream Applied Science Ltd [2]
Ao partilhar recursos como este, as iniciativas de código aberto não só reduzem os custos de desenvolvimento, mas também incentivam a colaboração em toda a indústria.
Porque a Colaboração em Código Aberto Funciona
Um dos maiores benefícios da colaboração em código aberto é que elimina a pesquisa redundante. Se uma equipa resolve um problema técnico - como reduzir a acumulação de amónia em biorreatores ou melhorar o fornecimento de oxigénio - partilhar essa solução significa que outros não precisam gastar tempo e dinheiro a resolver o mesmo problema.
Os projetos de código aberto também facilitam a entrada de novatos na indústria. Ao oferecer acesso gratuito a formulações e processos de produção, estas iniciativas diminuem as barreiras financeiras para empreendedores, especialmente em mercados emergentes [4].Por exemplo, modelos computacionais de acesso aberto permitem que os desenvolvedores prevejam rendimentos e experimentem diferentes designs de biorreatores antes de se comprometerem com construções dispendiosas [2].
A indústria farmacêutica fornece um paralelo útil. Já utiliza biorreatores de tanque agitado em escalas de até 20.000 litros para produzir proteínas terapêuticas [3]. O bioprocessamento de código aberto permite que os produtores de Carne Cultivada adaptem esses sistemas bem estabelecidos enquanto enfrentam seus desafios únicos - como o fato de que as células musculares são mais sensíveis a forças de cisalhamento do que as células de suspensão usadas na farmacêutica.
3 Maneiras de o Bioprocessamento de Código Aberto Reduzir Custos de Produção
Cortando Custos em Meios de Crescimento
Os meios de crescimento, o líquido rico em nutrientes essencial para a cultura celular, são uma das maiores despesas na produção de Carne Cultivada.Projetos de código aberto fizeram uma verdadeira diferença aqui ao compartilhar formulações como Beefy-9, B8 e Essential 8, eliminando a necessidade de taxas de licenciamento dispendiosas [5][6].
Outra mudança significativa é a transição de ingredientes de grau farmacêutico para alternativas de grau alimentar. Enquanto os materiais de grau farmacêutico passam por processos de purificação extensivos que aumentam os custos, a pesquisa aberta demonstrou que opções de grau alimentar podem ter um desempenho igualmente eficaz para o crescimento de células de carne [6][7]. Por exemplo, em agosto de 2024, pesquisadores da Believer Meats apresentaram um processo de fabricação contínua utilizando um meio livre de componentes animais com um preço de apenas £0.52 por litro (cerca de $0.63) [8]. Esta é uma redução massiva em comparação com formulações de meios tradicionais.
Além disso, os avanços nos designs de biorreatores desempenham um papel significativo na redução adicional de custos.
Inovações em Biorreatores de Baixo Custo
Para além de meios de crescimento acessíveis, os designs de biorreatores de código aberto estão a reduzir ainda mais as despesas de produção. Biorreatores - grandes tanques utilizados para a cultura celular - são tradicionalmente caros de produzir e manter. Os designs de código aberto eliminam o fardo financeiro das taxas de royalties e permitem que os fabricantes adaptem os sistemas às suas necessidades específicas [5]. Em outubro de 2023, New Harvest, IRNAS, e a Universidade de Maribor lançaram um design de biorreator modular baseado em perfusão no GitHub. Este design integra-se perfeitamente com equipamentos de laboratório padrão, reduzindo os custos de capital e permitindo a circulação programável de nutrientes para o crescimento de culturas de tecido 3D [5].
"Licenciamento de código aberto significa que o hardware, firmware, software e documentação podem ser utilizados sem pagar royalties." – New Harvest [5]
Estes designs também suportam fabricação contínua, o que melhora significativamente a eficiência. Usando tecnologia de perfusão, a Believer Meats alcançou densidades celulares de até 130 × 10⁶ células por mililitro, superando os métodos tradicionais em lote. A sua pesquisa estima que uma instalação de 50.000 litros poderia produzir frango cultivado a um custo de £4.80 por libra (cerca de $6.20), tornando-o comparável aos preços do frango orgânico [8].
Avanço de Linhas Celulares e Técnicas de Produção
A colaboração de código aberto também acelerou o progresso no desenvolvimento de linhas celulares e métodos de produção.A pesquisa compartilhada sobre fontes celulares estáveis e de alto rendimento - como fibroblastos de galinha imortalizados espontaneamente - forneceu à indústria linhagens celulares confiáveis que crescem sem a necessidade de soro animal [8].
Ferramentas digitais como modelagem computacional otimizaram ainda mais a produção, permitindo que os produtores otimizem designs virtualmente, reduzindo riscos e custos.
Talvez a melhoria mais impactante seja a transição do processamento em lotes para a produção contínua. Os métodos tradicionais em lotes exigem interrupções frequentes para limpeza e re-semeadura, o que desacelera a produção. A perfusão contínua, por outro lado, permite múltiplas colheitas ao longo de um período de mais de 20 dias a partir de uma única inoculação, melhorando drasticamente tanto a eficiência quanto a viabilidade econômica [8].
A Carne Cultivada em Laboratório Pode Alimentar o Planeta | TIME
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Projetos de Código Aberto Reduzindo os Custos da Carne Cultivada
Os esforços para reduzir os custos na produção de carne cultivada deram um grande salto em frente, graças a projetos de código aberto focados na melhoria da formulação de meios e na optimização de processos.
Projetos de Desenvolvimento de Meios Compartilhados
Iniciativas colaborativas fizeram avanços significativos na redução do custo dos meios de crescimento. Por exemplo, em 2022, Andrew Stout e sua equipe na Universidade de Tufts introduziram Beefy-9 , um meio livre de soro projetado para sustentar a cultura de células satélites bovinas a longo prazo sem depender do caro Soro Fetal Bovina. Ao incorporar albumina recombinante e ajustar as concentrações de fatores de crescimento, desenvolveram uma fórmula que é acessível gratuitamente.Pesquisas posteriores (2024/2025) revelaram que substituir a albumina sérica humana por metilcelulose de grau alimentício poderia reduzir os custos do meio em até 73%. Esta é uma mudança significativa, uma vez que a albumina na formulação B9 amplamente utilizada custa cerca de £19 por litro (aproximadamente $24.56), representando mais da metade do custo total do meio [9].
Outra conquista notável veio da Mosa Meat, trabalhando em conjunto com Nutreco. Eles conseguiram substituir 99.2% do seu alimento celular basal por componentes de grau alimentício, mantendo taxas de crescimento celular comparáveis às de meios de grau farmacêutico [6] . Estes exemplos destacam como a colaboração em toda a indústria pode reduzir diretamente os custos de produção de carne cultivada.
Além destes avanços técnicos, organizações como o Good Food Institute forneceram ferramentas críticas de modelagem de custos para guiar o progresso adicional.
Good Food Institute Plataformas de Código Aberto
O Good Food Institute (GFI) tem sido fundamental para equipar a indústria com dados e pesquisas para impulsionar a redução de custos. Em 2020, a Dra. Liz Specht, Cientista Principal do GFI, publicou uma análise crucial mostrando que a substituição de componentes de meio basal de grau farmacêutico por alternativas de grau alimentar a granel poderia reduzir os custos do meio basal em 77% [6] [10]. Este trabalho ofereceu um caminho claro para alcançar a paridade de preços com a carne convencional, reforçando os exemplos anteriores de inovações que economizam custos.
A pesquisa do GFI também identificou áreas onde mais reduções de custos são essenciais.Por exemplo, a sua análise projetou que até 2030, a albumina recombinante representaria 96,6% do volume total de produção de proteínas necessárias, enquanto os fatores de crescimento, embora representando apenas 0,02% do volume, continuam a ser os componentes mais caros. Para tornar a carne cultivada mais acessível, os custos de produção de albumina precisam de cair para cerca de £7,70 por quilograma (cerca de $10), enquanto os fatores de crescimento devem atingir cerca de £77.000 por quilograma (aproximadamente $100.000) [10] .
"A capacidade de fabricação para fatores de crescimento e proteínas recombinantes precisaria de escalar rapidamente juntamente com a indústria da carne cultivada... que representam apenas 0,1% a 0,56% da demanda global de carne projetada para 2030." – Good Food Institute [10]
Estas percepções e esforços colaborativos sublinham o potencial dos projetos de código aberto para remodelar a economia da produção de carne cultivada, aproximando-a da viabilidade mainstream.
Projeções de Custo para Carne Cultivada até 2030
Reduções de Custo Esperadas até 2030
A economia da Carne Cultivada está à beira de uma grande mudança, impulsionada em grande parte pelo bioprocessamento de código aberto. Desde 2013, o custo de produção caiu de forma impressionante em 99%. Naquela época, produzir um único hambúrguer custava mais de £230,000, mas até ao final de 2023, o preço tinha caído para cerca de £28 por quilograma [11][12]. Com os avanços contínuos, os especialistas preveem que até 2030, a Carne Cultivada poderá custar tão pouco quanto £4.30 por quilograma [11].
Para atingir estes objetivos, a indústria precisará aumentar a produção para aproximadamente 100 quilotoneladas anualmente. Outro fator chave será melhorar a eficiência dos meios de cultivo, visando níveis de utilização entre 8 e 13 litros por quilograma de Carne Cultivada [10].
Dito isto, ainda existem obstáculos significativos a superar. Por exemplo, o custo da albumina recombinante deve diminuir para cerca de £7,70 por quilograma, enquanto os fatores de crescimento precisam cair para aproximadamente £77.000 por quilograma - uma redução impressionante de 99% em relação aos custos atuais de produção biofarmacêutica [10]. Como destacado pelo Good Food Institute:
"Uma redução de custo de 99% pode ser necessária para algumas proteínas recombinantes em comparação com a forma como são atualmente produzidas para a indústria biofarmacêutica" [10].
Estas projeções ambiciosas sublinham o imenso progresso necessário para aproximar os custos da carne convencional.
Custos de Produção Atuais vs. Projetados
Ao comparar os custos de hoje com as estimativas futuras, a escala da inovação necessária torna-se clara. As previsões para 2030 variam, com alguns sugerindo que os preços poderiam cair para £4,30 por quilograma [11], enquanto outros tendem a uma estimativa mais cautelosa de £28 por quilograma [10]. Apesar dessas reduções, a Carne Cultivada ainda custa mais do que a carne tradicional. Alcançar uma verdadeira paridade de preços dependerá de uma colaboração contínua em código aberto e de novos avanços na escalabilidade da produção, eficiência metabólica e tecnologia de biorreatores.
Conclusão
Pontos Principais
A bioprocessamento em código aberto está a enfrentar alguns dos obstáculos mais caros na produção de Carne Cultivada.Ao focar em esforços colaborativos, a indústria está a encontrar formas práticas de tornar a Carne Cultivada mais acessível e económica. Por exemplo, os investigadores descobriram maneiras de substituir proteínas recombinantes dispendiosas por alternativas à base de plantas, como a proteína de colza, e de passar de ingredientes de grau farmacêutico para ingredientes de grau alimentar, que podem ser até 100 vezes menos caros [1]. Fluxos de trabalho de biorreatores de código aberto também estão a ajudar a mitigar riscos financeiros ao melhorar as previsões para os rendimentos de produção em grande escala.
Os resultados são promissores. Para tornar a Carne Cultivada comercialmente viável, o custo dos meios de crescimento precisa de cair significativamente - de centenas de libras por litro para cerca de £0,77 por litro. Iniciativas de código aberto estão a desempenhar um papel crucial nesta transformação, promovendo o uso de hidrolisados de proteínas vegetais e refinando linhagens celulares que podem prosperar em ambientes com nutrientes mínimos.Como David Block da UC Davis explica:
"Para tornar a carne cultivada comercialmente viável, esse número [custo do meio de crescimento] provavelmente terá que ser de $1 por litro ou menos - ou seja, ordens de magnitude mais baixo." [1]
Exemplos notáveis destacam este progresso. A Universidade Tufts demonstrou como as proteínas vegetais podem substituir a albumina recombinante, enquanto os fluxos de trabalho de biorreatores de acesso aberto estão promovendo inovações que economizam custos. Em 2023, um novo meio de cultura utilizando proteína de colza em vez de albumina recombinante estabeleceu um marco para a redução de custos [1][7]. Da mesma forma, em junho de 2024, Simon Hubbard compartilhou um fluxo de trabalho de desempenho de biorreator de acesso aberto no GitHub, equipando a indústria com ferramentas para melhorar os designs das instalações [2]. Estes recursos partilhados demonstram como a colaboração aberta está a impulsionar a acessibilidade da Carne Cultivada.
Como Pode Manter-se Informado
À medida que a indústria continua a evoluir, manter-se informado é essencial. O Good Food Institute oferece insights valiosos através dos seus relatórios "Estado da Indústria" e da sua base de dados de Soluções aberta [13][14]. Para atualizações mais técnicas, revistas como npj Science of Food fornecem revisões de acesso aberto sobre estratégias para reduzir custos e melhorar meios de crescimento [15] [16].
Para uma compreensão mais ampla desta tecnologia emergente, visite
Perguntas Frequentes
Como é que o bioprocessamento de código aberto ajuda a reduzir o custo da carne cultivada?
O bioprocessamento de código aberto está a desempenhar um papel fundamental em tornar a carne cultivada mais acessível. Ao oferecer ferramentas acessíveis e de baixo custo, bem como conhecimento partilhado, apoia tanto os esforços de investigação como de produção. Tomemos como exemplo os biorreatores modulares de código aberto. Estes sistemas fornecem uma alternativa económica para os investigadores projetarem e refinarem equipamentos de produção, evitando os elevados custos associados a configurações proprietárias. Os seus designs flexíveis não só reduzem as barreiras de entrada, mas também aceleram a inovação dentro da indústria.
Além disso, as iniciativas de código aberto promovem a colaboração em medidas de poupança de custos, como a melhoria das formulações de meios de crescimento e a ampliação dos métodos de produção.Partilhar progressos em áreas como a obtenção de ingredientes acessíveis e a melhoria da eficiência do crescimento celular ajuda a reduzir os custos operacionais. Este esforço coletivo está a abrir caminho para que a carne cultivada se torne mais acessível e comercialmente viável para os consumidores num futuro não muito distante.
Como é que as alternativas de grau alimentício ajudam a reduzir o custo dos meios de crescimento na produção de carne cultivada?
Os meios de crescimento desempenham um papel importante no custo de produção de carne cultivada, com opções tradicionais a dependerem frequentemente de componentes caros, como o soro fetal bovino (FBS). No entanto, o uso de alternativas de grau alimentício surgiu como uma mudança de jogo, tornando a produção muito mais acessível e mais fácil de escalar.
A substituição de ingredientes caros por substitutos de grau alimentício - como albuminas séricas e proteínas recombinantes - levou a reduções de custos dramáticas, às vezes reduzindo despesas em até 100 vezes.Esses avanços não apenas reduzem custos; eles também aproximam a carne cultivada do preço da carne convencional. Este progresso está a abrir caminho para que a carne cultivada se torne uma opção mais acessível e atraente para os consumidores no Reino Unido e além.
Como é que os designs de biorreatores de código aberto ajudam a reduzir o custo da carne cultivada?
Os designs de biorreatores de código aberto estão a provar ser uma mudança de jogo na produção de carne cultivada mais acessível. Ao oferecer sistemas de produção acessíveis e flexíveis, esses designs permitem que os fabricantes personalizem biorreatores especificamente para carne cultivada, focando em áreas como o aumento das taxas de crescimento celular e o uso mais eficiente de recursos. Esta personalização ajuda a reduzir significativamente os custos de produção.
Outra grande vantagem dos modelos de código aberto é como eles promovem a colaboração e a inovação.Os investigadores e profissionais da indústria podem trabalhar juntos para desenvolver tecnologias de biorreatores avançadas mais rapidamente. Isso inclui o design de sistemas que suportam densidades celulares mais altas, conservam energia e geram menos resíduos. Estas melhorias não só agilizam o processo de produção, mas também tornam a carne cultivada uma opção mais económica, aproximando-a de ser uma escolha acessível para os consumidores.
