Del deseo de traducir la investigación científica en soluciones prácticas, se lanzó el proyecto europeo Fish-AI para desarrollar un intestino artificial para la industria acuícola.
"Aplicamos nuestra experiencia científica en células madre y cultivo de tejidos al desarrollo de una plataforma in vitro que podría apoyar la búsqueda de ingredientes nuevos, eficaces y sostenibles para la acuicultura moderna", dijo Fulvio Gandolfi, profesor de la Universidad de Milán y uno de los líderes del proyecto, a Aquafeed.com.
La Universidad de Milán está colaborando con la Universidad Noruega de Ciencias de la Vida, la Universidad de Gante, la Investigación Oceanográfica y Limnológica de Israel, y dos empresas, Skretting y Biofabics, que obtuvieron una subvención para apoyar el proyecto, Desarrollo de un intestino artificial para el cultivo sostenible de peces sanos(FISH-AI).
Cómo funciona la plataforma
La plataforma Fish-AI consta de tres componentes principales: líneas celulares intestinales de peces, un sistema bicameral y pellets de alimentos acuícolas.
“Derivamos las líneas celulares de peces del intestino proximal y distal de la trucha arcoíris y las cultivamos en un dispositivo de doble cámara. Esta configuración incluye un compartimento apical que simula la luz intestinal y una cámara basolateral que simula el sistema vascular. Los pellets de pescado se transforman en una suspensión similar al quimo, el alimento semidigerido que llega a la pared intestinal. Luego introducimos esto en la cámara apical para replicar la llegada del alimento al intestino y analizar su efecto en las células”, explicó Gandolfi.
Imagen del prototipo FishAI y sus componentes. Créditos: Fish-AI
Gandolfi explicó que la plataforma es actualmente la única en acuicultura capaz de una amplia gama de análisis, incluyendo la absorción de nutrientes, los efectos sobre la salud intestinal y la digestibilidad in vitro.
La principal ventaja de la plataforma es su capacidad para proporcionar una clasificación preliminar del valor biológico de diferentes dietas sin necesidad de ensayos de alimentación tradicionales con animales vivos. Esto ahorra tiempo y dinero, ofreciendo información esencial antes de avanzar a los ensayos nutricionales.
Sin embargo, Gandolfi señaló que "la principal limitación es que el montaje y el uso de la plataforma requieren personal especializado altamente cualificado. Además, actualmente solo predice los efectos sobre el intestino y no puede evaluar impactos más complejos en otros aspectos de la fisiología de los peces".
Aplicaciones
Hasta ahora, la plataforma se ha utilizado para clasificar los efectos funcionales de diferentes alimentos completos, incluyendo dietas óptimas, dietas desafiantes y dietas en las que las proteínas derivadas de pescado han sido reemplazadas con otras fuentes como las proteínas unicelulares. También ha probado los efectos de componentes específicos o factores antinutricionales, como la astaxantina y las saponinas.
Además, la plataforma puede evaluar la recuperación celular después de la exposición a componentes dañinos, ayudando a la identificación de moléculas o formulaciones que mitigan el impacto de los factores antinutricionales.
“Planeamos utilizar nuestro prototipo para probar nuevas formulaciones basadas en principios de economía circular, explorando nuevas materias primas que podrían beneficiarse de las pruebas preliminares in vitro. También estamos ampliando nuestras capacidades analíticas para ofrecer servicios más especializados en función de las necesidades del cliente”, añadió Gandolfi.
Si bien la plataforma fue desarrollada para la trucha arcoíris, su tecnología podría adaptarse a otras especies de peces de importancia comercial. "Aunque las estructuras intestinales de los peces varían, la composición celular de la pared intestinal es bastante conservada. Sin embargo, las enzimas específicas de cada especie podrían mejorar la relevancia fisiológica", dijo Gandolfi.
Imágenes de la membrana basal in vivo e in vitro (izquierda) y el transporte de glucosa in vivo e in vitro (derecha). Foto: Fish-AI
Potencial futuro
Más allá de la acuicultura, la plataforma Fish-AI podría aplicarse a la investigación de la salud humana. “Como ejemplo, la estamos utilizando para comprender los mecanismos utilizados por los contaminantes ambientales, como los microplásticos, para penetrar a través de los alimentos en el cuerpo de los peces destinados al consumo humano. Esto podría conducir a estrategias que prevengan la bioacumulación de sustancias nocivas, haciendo que nuestros alimentos sean más seguros”, explicó Gandolfi.
De cara al futuro, el proyecto pretende adaptar la plataforma FishAI a otras especies y aplicaciones, mejorando la eficiencia y la versatilidad, como la adición de las características inmunológicas. "El proyecto también está tratando de evolucionar hacia una startup para preservar y expandir el know-how y la experiencia desarrollada en los últimos cinco años y cumplir nuestro objetivo inicial de crear algo que pueda ser útil en la vida real", concluyó Gandolfi.
El proyecto Fish-AI concluirá a finales de 2024. Los resultados se presentarán en un taller que tendrá lugar en Noruega el 26 de noviembre de 2024. Expertos de la industria y la academia discutirán los pros y los contras de las tecnologías in vitro aplicadas a la nutrición animal. Será un evento público abierto a cualquier persona interesada en este tema. Encuentre más información aquí.
