Logran en laboratorio leche materna cultivada para revolucionar la lactancia

Un día de verano de 2013, Leila Strickland se sentó, absorta, frente a su ordenador portátil y observó en la pantalla cómo el profesor de fisiología vascular de la Universidad de Maastricht (Países Bajos) Mark Post presentaba la primera hamburguesa cultivada en laboratorio.

Para crearla , con típico aspecto plano y rosado, Post usó miles de placas de cultivo de tejido llenas de células madre bovinas, las mezcló con suero fetal de ternero y otros nutrientes, y esperó hasta que se diferenciaron en células musculares. Era fascinante, pero la mente de Strickland empezó a pensar en otra posible aplicación del cultivo celular: la leche materna humana.

Como muchas madres, Strickland esperaba amamantar a sus dos hijos durante los primeros seis meses tras su nacimiento. Las autoridades médicas consideran que la lactancia materna es el estándar de oro de la nutrición infantil y que reduce la probabilidad de sufrir problemas digestivos, erupciones cutáneas y, lo más importante, la enterocolitis necrotizante, una enfermedad intestinal rara, pero potencialmente mortal en los bebés prematuros.

Sin embargo, como les pasa a muchísimas madres, Strickland había tenido problemas con la lactancia. Su primer hijo, un varón nacido tres años antes, había tenido dificultades para agarrarse eficazmente a su pezón, y cuando lo lograba, ella sentía un dolor punzante. El niño empezó a perder peso. Ella pasaba el día entero, todos los días, amamantando o extrayendo leche para estimular su flujo, y aun así su hijo lloraba, hambriento. Y ahora estaba teniendo los mismos problemas con su hija recién nacida.

Mientras observaba a Post desde su mesa de la cocina, empezó a pensar en cómo podría utilizar ese proceso para cultivar las células que producen la leche materna. “Una mujer embarazada podría someterse a una biopsia con aguja de su seno durante el embarazo, y yo podría hacer que esas células crezcan y produzcan leche antes de que nazca el bebé”, escribió Strickland con entusiasmo en un correo electrónico a una amiga en aquel entonces.

Strickland se doctoró en biología celular y pasó varios años como investigadora en la Universidad de Stanford (EE. UU.) antes de encontrar trabajo como redactora y editora médica. La idea que tuvo sobre la leche materna fue una oportunidad para volver al mesa de laboratorio, con más independencia que un estudiante. Unos días después, Strickland y su esposo tomaron unos 4.000 euros de sus ahorros y compraron en eBay una enorme cubierta gris de cultivo de tejidos, un microscopio, una incubadora y una centrifugadora para que ella pudiera experimentar. “Era un equipo muy antiguo, la mayoría probablemente de la década de 1960”, recuerda.

Durante años luchó por mantener la financiación del proyecto y estuvo a punto de abandonar. Pero en mayo de 2020, la empresa que Strickland había fundado, Biomilq, obtuvo 2,9 millones de euros de un grupo de inversores liderado por Bill Gates. Biomilq está actualmente en una carrera contra competidores de Singapur y Nueva York (EE. UU.) para revolucionar el mundo de la nutrición infantil de una manera nunca vista desde el nacimiento de la industria de las leches de fórmula, con un valor actual de casi 35.000 millones de euros.

Siempre ha habido épocas en los que la lactancia materna ha estado de moda y luego ha dejado de estarlo, una evolución influenciada por el avance del conocimiento médico, pero también por la raza y el estatus social. La lactancia a través de una nodriza (la sustituta de la madre para la lactancia del bebé) se remonta al menos a la antigua Grecia. Antes de la Guerra Civil en Estados Unidos, los esclavistas blancos obligaban a las mujeres negras a amamantar a sus hijos, a menudo en detrimento de los propios bebés de las nodrizas.

En 1851, se inventó en Francia el primer biberón moderno, un elaborado artilugio con una tetina de caucho y clavijas de marfil que cerraban de forma selectiva los agujeros para regular el flujo de aire, lo que llevó la lactancia mediante nodrizas al borde de la extinción. Poco después, el químico alemán Justus von Liebig elaboró la primera leche de fórmula infantil comercial, que consistía en leche de vaca, harina de trigo y malta y una pizca de bicarbonato de potasio. Rápidamente empezó a considerarse el alimento ideal para bebés.

En 1972, solo el 22 % de los bebés estadounidenses fueron amamantados, un mínimo histórico, comparado con el 77 % de los nacidos entre 1936 y 1940.

En el siglo XX, el uso de las leches de fórmula se disparó, impulsado en gran parte por la enorme publicidad dirigida a médicos y consumidores. Un anuncio de 1954 en Estados Unidos sobre la leche evaporada de la marca Carnation muestra a una radiante madre y a un bebé con un texto que dice: “8 de cada 10 madres que alimentan a sus bebés con fórmula Carnation aseguran: ‘¡Mi médico me la recomendó!’”.

Más tarde, las empresas de fórmulas empezaron a dar a los hospitales su leche de fórmula gratuita para distribuirla a las nuevas madres. Al mismo tiempo, un mayor número de mujeres se incorporaba al mercado laboral, lo que dificultaba la lactancia materna prolongada. La percepción de que la leche de fórmula era igual de segura y eficaz que la materna, o incluso más, hizo que las tasas de lactancia materna se desplomaran. En 1972, el 22 % de los bebés estadounidenses fueron amamantados, un mínimo histórico, comparado con el 77 % de los nacidos entre 1936 y 1940.

Hoy en día, esas tasas se han recuperado y los médicos coinciden ampliamente en que la leche materna representa la mejor nutrición para los bebés. La mayoría de los bebés estadounidenses, aproximadamente el 84 %, según las estadísticas, son amamantados en algún momento. Pero solo una cuarta parte se alimenta exclusivamente de leche materna durante los primeros seis meses, a pesar de la recomendación de la Academia Estadounidense de Pediatría y la Organización Mundial de la Salud.

Pero la lactancia materna no siempre es fácil. Como lo experimentó Strickland, los bebés pueden tener dificultades para el agarre, a veces los pechos no producen suficiente leche, y puede ser terriblemente doloroso para la madre.

Además, muchas madres de recién nacidos tienen que trabajar y puede ser difícil, si no imposible, amamantar o extraer la leche en el trabajo. Esto, obviamente, es más difícil para las mujeres de bajos recursos, y especialmente en países como Estados Unidos, donde no existe un permiso de maternidad remunerado obligatorio y solo un pequeño porcentaje de madres trabajadoras lo consiguen por parte de sus empleadores.

El primer paso que tomó Strickland para crear la leche materna en el laboratorio fue poco glamuroso. No podía permitirse comprar líneas de células mamarias humanas, que pueden costar cientos o incluso miles de euros. Así que decidió comenzar con células de vaca. Para iniciar sus experimentos, Strickland tenía que encontrar esas células, muchas células, y por poco dinero.

Un fin de semana de febrero de 2014, Strickland puso una nevera, algo de etanol e instrumentos esterilizados en el maletero de su coche, se metió un fajo de billetes de 20 dólares (unos 17 euros) en el bolsillo y condujo por carreteras hasta la empresa familiar de procesamiento de carne Randolph Packing, que operaba en un gran almacén de ladrillos al lado de una carretera residencial.

El gerente la llevó al área de procesamiento, donde las vacas recién sacrificadas estaban colgadas por sus patas y se movían por una cinta transportadora hacia la zona de procesamiento. Tratando de mantener los ojos fijos en el suelo, señaló la ubre de una vaca y murmuró en voz baja: “Me gustaría ese trozo, por favor”. Regresó a su laboratorio improvisado, colocó un poco de ubre en una placa de Petri, lo roció con aminoácidos, vitaminas, minerales y sales, y lo depositó cuidadosamente en una incubadora.

Al día siguiente, escribió un mensaje a sus padres: “Ayer fui al matadero y pagué a un chico 20 dólares para que cortara la ubre de una vaca recién sacrificada… Creo que no comeré carne de ternera durante un tiempo. ¡Llegué esta mañana y descubrí que las células están creciendo! Una vaca murió ayer por la mañana, ¡pero una parte de ella todavía está viva en mi laboratorio!”

La leche materna proviene de dos tipos de células en los conductos lácteos y los alvéolos: se trata de pequeños sacos en la glándula mamaria donde se acumula la leche. Las células epiteliales luminales absorben los nutrientes del torrente sanguíneo y los convierten en leche. Junto a ellas, que recubren los conductos y los alvéolos, están las células mioepiteliales lisas similares a las de músculo. Cuando un bebé empieza a succionar, hace que las células mioepiteliales se contraigan, empujando la leche desde las células luminales, a través de los conductos, hasta la boca del bebé.

Durante tres años, Strickland llevó su ordenador portátil a su pequeño laboratorio alquilado para poder realizar experimentos con las células de la ubre de vaca entre sus tareas de redacción y edición. Su mayor triunfo fue persuadir a las células epiteliales luminales para que formaran una capa continua capaz de mantener los compartimentos críticos para sintetizar la leche. Descubrió qué superficies provocaban la división celular más saludable y cómo la densidad de las células afectaba su tasa de crecimiento. Ninguno de estos hallazgos era novedoso, pero le complacía aprender las técnicas necesarias para poder pasar a las células humanas.

En 2016, Strickland se quedó sin dinero y tuvo que paralizar su proyecto. Pero nunca abandonó la idea.

En 2016, Strickland se quedó sin dinero y tuvo que paralizar su proyecto. Pero nunca abandonó la idea. Finalmente, en 2019, varios amigos la convencieron de reiniciar su plan, ya que cada vez más empresas de alimentos cultivados intentaban producir de todo en el laboratorio, desde carne hasta pescado y nuggets de pollo.

Strickland reclutó a otros dos científicos para trabajar con ella. En agosto de 2019, fueron aceptados en la prestigiosa aceleradora de biotecnología en San Francisco (EE. UU.) IndieBio, que ofrece a las start-ups unos 200.00 euros en financiación inicial y otro tipo de apoyo. Strickland dejó su trabajo y comenzó a dedicarse al proyecto a tiempo completo.

Sin embargo, hubo un problema. Strickland y sus dos socios tenían antecedentes similares: una amplia experiencia científica, pero práctica empresarial limitada. Mientras el equipo se preparaba para trasladarse a California (EE. UU.) durante cuatro meses, quedó claro que no encajaban muy bien.

Casi al mismo tiempo, un amigo presentó a Strickland a la científica de alimentos de casi treinta años Michelle Egger, que había estado fascinada con la leche desde que era niña y quedó en segundo lugar en una competición de talla de mantequilla para jóvenes en la feria estatal de Minnesota (EE. UU.). Después de terminar la Universidad en Purdue (EE. UU.), Egger consiguió un trabajo en el departamento de Lácteos de General Mills, donde trabajó durante tres años antes de matricularse en la Escuela de Negocios de la Universidad de Duke (EE. UU.). Egger terminaba su segundo curso cuando conoció a Strickland.

A Egger le encantó la propuesta de Strickland. La mayoría de las fórmulas infantiles consisten en productos lácteos perjudiciales para el medio ambiente que requieren mucha agua para su fabricación y preparación. El aceite de palma es otro ingrediente común. Un estudio realizado en 2015 sugirió que producir un kilogramo de fórmula láctea genera el equivalente a cuatro kilogramos de emisiones de dióxido de carbono. El método de Strickland tenía el potencial de ser mucho más eficiente.

Las cosas fueron difíciles al principio. El cambio de equipo hizo que Biomilq perdiera su lugar en IndieBio. La empresa solicitó becas de investigación, pero no las consiguió. Preocupada por que Biomilq se quedara sin dinero, Strickland comenzó a hablar con su antiguo jefe para regresar al trabajo que había dejado. Egger también empezó a buscar otro trabajo.

Biomilq estaba a punto de cerrar cuando un grupo de inversores liderado por Breakthrough Energy Ventures, un fondo creado Bill Gates para apoyar tecnologías capaces de reducir las emisiones de carbono, les prometió a Strickland y a Egger 32,9 millones de euros en fondos. Superar la industria de las leches de fórmula prometía lograr precisamente eso. Cuando la primavera de 2020 dio paso al verano, el dinero llegó a la cuenta bancaria de Biomilq.

Biomilq no es la única empresa que tiene como objetivo fabricar un nuevo tipo de leche de fórmula para bebés. Con un enfoque muy similar, TurtleTree Labs de Singapur espera “sustituir toda la leche que se vende actualmente en el mercado”, según su cofundador Max Rye. Además de otros proyectos, la compañía trabaja en crear “fortificantes” que se puedan añadir a la fórmula para duplicar las propiedades de la leche materna. Algunas leches de fórmula ya están enriquecidas con proteínas e hidratos de carbono de derivados sintéticos o procedentes de la leche de vaca. Otro cofundador, Fengru Lin, explica que, a diferencia de Biomilq, TurtleTree planea trabajar con la industria de las fórmulas y espera llevar sus productos al mercado en 2021.

Mientras tanto, la empresa Helaina copiará la leche materna mediante fermentación. La fundadora, Laura Katz, planea utilizar microbios para sintetizar los compuestos de la leche (proteínas, hidratos de carbono y grasas) y luego recombinarlos en un líquido nutritivo. Dado que los procesos similares ya han obtenido la aprobación de la Administración de Medicamentos y Alimentos de EE. UU. para los productos como Impossible Burgers, que están hechos de proteína de soja fermentada, Katz espera encontrar menos obstáculos regulatorios que sus competidores. Al igual que Strickland y Egger, su motivación nació de la indignación ante la falta de opciones para los nuevos padres.

La emprendedora afirma: “Creo que lo mejor que podemos hacer es ayudar a las mujeres a amamantar. Las madres merecen algo mejor que la fórmula infantil actual. Veo toda la innovación que se está generando en la producción de carne basada en células para las personas que solo quieren comer una hamburguesa, pero los productos con los que alimentamos a los bebés se han mantenido iguales durante los últimos 20, 30 años”.

Ninguna de estas propuestas será científicamente simple, en parte porque se sabe relativamente poco sobre la leche materna. La mayoría de los estudios de las células epiteliales mamarias humanas suelen centrarse en su papel en el cáncer de mama más que en la producción de la leche.

En cuanto a la leche en sí, es un líquido rico y apabullante de miles de sustancias químicas. La directora de investigación de Human Milk Banking Association of North America, Tarah Colaizy, que también es profesora de la Universidad de Iowa (EE. UU.), explica: “Nutricionalmente sabemos que contienen proteínas, hidratos de carbono y grasa. Sabemos que hay algunas moléculas bioactivas concretas, como oligosacáridos [azúcares complejos que alimentan a las bacterias saludables en el intestino del bebé], IgA [el principal anticuerpo que se encuentra en la leche materna], lipasa estimulada por las sales biliares [una enzima que ayuda en la digestión de grasas], estas cosas que la gente siempre menciona como buenas en la leche materna”. Pero, señala que la leche materna también contiene hebras cortas de ARN, cuya presencia se descubrió en 2010 y cuyo papel en el desarrollo infantil aún no se conoce muy bien.

Es por eso que Strickland y Egger planean usar espectrometría de masas, una técnica que mide la masa de diferentes moléculas dentro de una muestra, para analizar cómo las proteínas, oligosacáridos y grasas de su producto se comparan con los componentes de la leche materna extraída del pecho. Pero hay otro desafío aún mayor: cómo estandarizar una sustancia que es única para cada madre.

La composición de la leche materna cambia a medida que el niño crece. Durante los primeros días después del parto, las madres producen calostro, una leche espesa, amarilla y concentrada llena de compuestos como el anticuerpo IgA y lactoferrina, una proteína abundante que aumenta la inmunidad del bebé. Pronto, el calostro evoluciona a “leche de transición”, menos espesa, pero con más grasa y lactosa. Después de aproximadamente dos semanas, la leche materna se considera “madura”. Pero incluso entonces, puede cambiar de composición en el transcurso de una sola toma. La leche final, o la última que queda en el pecho, tiene un contenido de grasa más alto que la que se produce antes, por lo que a menudo se aconseja a las mujeres que vacíen un pecho antes de pasar al otro.

Planean trabajar con mujeres embarazadas, tomando muestras de sus células epiteliales mamarias y cultivándolas para crear leche individualizada para poder usarla cuando nazcan sus bebés.

Aunque Egger y Strickland admiten que no serán capaces de replicar esta complejidad, ni todos los anticuerpos y microbios de la leche de una mujer determinada, creen que su producto será más personalizado que los de sus competidores. Tal como imaginó Strickland en 2013, planean trabajar con mujeres embarazadas, tomando muestras de sus células epiteliales mamarias y cultivándolas para crear leche individualizada para poder usarla cuando nazcan sus bebés. Después de eso, esperan crear una opción genérica más económica con células de donantes. Ambos productos, insiste Egger, serán mejores que la leche de fórmula.

Los investigadores de Biomilq están trabajando en una sala blanca de laboratorio que comparten con varias start-ups de biotecnología. En un congelador a -80 °C, almacenan tubos de ensayo llenos de células de varias donantes. Algunas de ellas, como las de una mujer de 27 años que donó su tejido mamario después de una cirugía de reducción mamaria, han sido “inmortalizadas”, manipuladas para multiplicarse indefinidamente.

Strickland y Egger ya han producido un líquido que contiene lactosa y caseína, las principales proteínas y compuestos azucarados que se encuentran en la leche materna. Ahora lo están analizando para ver si pueden detectar otros componentes, como oligosacáridos y lípidos. Actualmente están adaptando su equipo y los nutrientes que usan para hacer crecer las células para ver qué combinación las acerca más a la composición de la leche materna natural y estiman que necesitarán unos dos años para encontrar una combinación suficientemente buena.

Un viernes por la mañana en septiembre, Strickland tomó un tubo de ensayo con tres millones de células, lo calentó entre sus manos y esparció el contenido sobre una placa de plástico con tejidos cultivados. Luego, un colega roció la placa con un líquido amarillo cálido que contenía 53 sales, vitaminas, minerales y aminoácidos diferentes. Cuando la superficie de la placa estuvo cubierta en su mayor parte con células duplicadas, movieron las células a un pequeño biorreactor, un dispositivo de plástico con tubos transparentes que sobresalían de sus lados y que estimulaba el crecimiento. Después de aproximadamente un mes, las células comenzarían a secretar una sustancia similar a la leche materna. Solo hay un pequeño problema, resalta Strickland, “todavía no sabemos cómo llamarlo”.

Fuente: Agencia ID.